ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO VICERRECTORADO ACADÉMICO DIRECCIÓN DE DESARROLLO ACADÉMICO
MECÁ NICÁ FACULTAD: MECÁ MECÁ NICÁ CARRERA: INGENIERIÁ MECÁ
Logo Facultad
GUÍA DE LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL PARALELO: A
PRÁCTICA No. 01- Caractr!"t#ca" Caractr!"t#ca" "t$t#ca": #%"tr&'%to" ( )r"#*% + t')rat&ra.
1. DATOS GENE GENERA RALE LES: S: NOMBRE: "t&(#a%t,"
CODIGO,S: " "t&(#a%t,"
Danilo Yanchatipán
7024
Daniel Orozco
6999
Adolfo Almeida
700
!ichael "erugachi
74
#o$% &alazar
GRUPO No.: FECA DE REALI/ACIÓN: 21 – 10 - 2018
FECA DE ENTREGA: 23 – 10 - 2018
. OBE BETI2 TI2O:
Determinar la$ caracter'$tica$ e$tática$ de un in$trumento de medici(n) Determ Determina inarr e*perim e*periment entalme almente nte la e*actit e*actitud ud de lo$ in$tru in$trumen mento$ to$ + la preci$i preci$i(n (n de $u medici(n)
Determinar la re$oluci(n de lo$ in$trumento$ de medida)
Aplicar adecuadamente la$ norma$ de $eguridad dentro del la,oratorio)
3. INSTRUCCIONES Ante$ de realizar cual-uier prue,a o procedimiento. re/i$e la$ hoa$ t%cnica$ de $eguridad de lo$ in$trumento$)
3.1 Instrumento de presión
1ncienda el compre$or + d%elo -ue $e cargue ha$ta lo$ 0 p$i. e$to con la /ál/ula manual de $alida cerrada)
3onecte la manguera del compre$or al e-uipo de prue,a$ neumático)
1ncienda el e-uipo de prue,a$ neumático)
A,ra totalmente la /ál/ula manual de $alida del compre$or)
egi$tre la medici(n del man(metro digital de pre$i(n A&53OF + del man(metro !AOLO del acumulador de aire en la ta,la ) epita el procedimiento /ece$ ha$ta lo$ 0 p$ig en el compre$or) 8$e lo$ dato$ del man(metro digital como el /alor real de la /aria,le medida para el cálculo de la e*actitud del man(metro !AOLO del acumulador)
3alcule la preci$i(n en la$ medida$ regi$trada$ por el man(metro digital de pre$i(n A&53OF. mediante el u$o de la
desviación estándar muestral.
O,$er/e la$ caracter'$tica$ t%cnica$ de lo$ aparato$ de medici(n + defina la re$oluci(n -ue po$een para la medici(n :1; http;<
>)html?)
3.2 Instrumento de temperatura
3onecte la termocupla tipo @ al aparato de medici(n D=&1B&1 + enci%ndalo)
3olo-ue la termocupla dentro del aparato congelador)
3onecte + encienda el aparato congelador)
egi$tre la medici(n -ue mue$tra el 3ontrolador Digital para efrigeraci(n != 2i + la medici(n del D=&1B&1 por cada 2 C3 de di$minuci(n de temperatura en la ta,la 2)
8$e lo$ dato$ del !2i como el /alor real de la /aria,le medida para el cálculo de la e*actitud del term(metro D=&1B&1)
ealice con el D=&1B&1. cinco medicione$ de temperatura del agua en el cu,o)
3alcule la preci$i(n en la$ medida$ de temperatura del agua en el cu,o regi$trada$ por el D=&1B&1. mediante el u$o de la desviación estándar muestral.
O,$er/e la$ caracter'$tica$ t%cnica$ de lo$ aparato$ de medici(n + defina la re$oluci(n
-ue
po$een
para
la
medici(n)
:1;
http$;<<)coleparmer)com
4. ACTI2IDADES POR DESARROLLAR: 4.1MARCO TEÓRICO: 4.1.1 Características esta ticas de un instruent! de edici! n.
CARACTERISTICAS ESTATICAS La$ caracter'$tica$ e$tática$ de$cri,en el comportamiento de un $i$tema de medida cuando la magnitud a medir permanece con$tante en el tiempo) La$ 3aracter'$tica$ 1$tática$ de un di$po$iti/o. $i$tema o in$trumento de$cri,en el de$empeEo o funcionamiento para $eEale$ de entrada apro*imadamente con$tante$ en el tiempo D3G. o de mu+ ,aa frecuencia; cam,io$ lento$ re$pecto a lo$ tiempo$ de re$pue$ta?) &on propiedade$ + caracter'$tica$ tale$ como; inter/alo de medici(n. inter/alo dinámico. $en$i,ilidad. preci$i(n. e*actitud. re$oluci(n. etc) "ara un inter/alo amplio de entrada$. e*hi,en ademá$ la calidad de una medici(n. o proce$o. + permiten e$timar efecto$ no=lineale$. a$' como condicione$ e*terna$)
-
Exatitud ! Preisión. " 1n primer lugar /amo$ a analizar la diferencia entre lo$
t%rmino$ preci$i(n + e*actitud) 1n general e$ta$ do$ pala,ra$ $on $in(nimo$. pero en el campo de la$ medicione$ indican do$ concepto$ completamente diferente$) &e dice -ue el /alor de un parámetro e$ mu+ preci$o cuando e$tá mu+ ,ien definido) "or otra parte. $e dice -ue dicho /alor e$ mu+ e*acto cuando $e apro*ima mucho al /erdadero /alor)
-
Linea#idad. " "or lo general lo$ in$trumento$ $e di$eEan de forma -ue tengan una
re$pue$ta lo má$ lineal po$i,le. e$ decir. -ue para un determinado incremento del
parámetro -ue e$tamo$ midiendo. el de$plazamiento corre$pondiente del indicador $ea $iempre el mi$mo. independientemente de la po$ici(n de %$te)
-
Sensi$i#idad. " La $en$i,ilidad de un in$trumento e$ la relaci(n entre la re$pue$ta
del in$trumento BH de di/i$ione$ recorrida$? + la magnitud de la cantidad -ue e$tamo$ midiendo)
-
Reso#uión. " 1$ta caracter'$tica e$tá relacionada con la preci$i(n) La re$oluci(n
de un in$trumento e$ el menor incremento de la /aria,le ,ao medici(n -ue puede $er detectado con certidum,re por dicho in$trumento)
-
%ama ! Esa#a ) I La gama de un in$trumento $e define como la diferencia entre
la indicaci(n ma+or + la menor -ue puede ofrecer el in$trumento) La gama puede e$tar di/idida en /aria$ e$cala$ o con$tar de una $ola)
-
Cur&a de a#i$raión. " La cur/a de cali,raci(n e$ la relaci(n entre la entrada al
$en$or + $u corre$pondiente $alida. e$ decir -ue la cur/a de cali,raci(n de un $en$or o de un $i$tema de medida en general e$ la l'nea -ue une lo$ punto$ o,tenido$ aplicando $uce$i/o$ /alore$ de la magnitud de entrada con $u$ re$pecti/o$ /alore$ de $alida) "ermiten o,tener una relaci(n directa punto a punto de la $eEal de $alida en funci(n de la entrada + /ice/er$a)
-
Campo o mar'en de medida (ran'e). " 1$ el conunto de /alore$ comprendido$
entre lo$ l'mite$ $uperior e inferior entre lo$ cuale$ de puede efectuar la medida) "or eemplo. $i $e di$pone de un term(metro di$eEado para medir entre =20 + 6003. el campo de medida $erá =2003 <6003)
-
A#ane o *ondo de esa#a (span+ input *u## sa#e)+ ,S. " 1$ la diferencia entre
lo$ l'mite$ $uperior e inferior de medida) 1emplo; term(metro Alcance J0H3
-
Sa#ida a *ondo de esa#a (*u## sa#e output+ ,SO). " 1$ la diferencia entre la$
$alida$ para lo$ e*tremo$ del campo de medida)
-
o #inea#idad (non#inearit!). " e$ la má*ima de$/iaci(n de la cur/a de
cali,raci(n con re$pecto a la l'nea recta por la -ue $e ha apro*imado) 5a,itualmente $e $uele e*pre$ar en forma de K con re$pecto al alcance) am,i%n $e conoce como linealidad o error de linealidad) La linealidad e*pre$a ha$ta -u% punto e$ con$tante la $en$i,ilidad del $en$or)
-
ona muerta (dead /one). " 1$ el rango de /alore$ de la magnitud -ue $e mide
alrededor del /alor nulo. para el -ue el in$trumento no proporciona re$pue$ta)
-
0istresis (!steresis). " 1$ la diferencia -ue $e o,tiene en la re$pue$ta del
in$trumento de medida en funci(n del $entido en -ue $e ha alcanzado la magnitud -ue $e mide)
-
Saturaión (saturation). " 1$ el ni/el de entrada a partir del cual la $en$i,ilidad
del in$trumento di$minu+e de forma $ignificati/a) &e $uele e*pre$ar con referencia a un determinado error de linealidad)
-
Esta$i#idad ! deri&a. I La e$ta,ilidad + deri/a $on concepto$ complementario$
La e$ta,ilidad de un $i$tema de medida. e$ $u capacidad para mantener in/aria,le $u cur/a de tran$ferencia durante largo$ per'odo$ de tiempo) La deri/a de un in$trumento e$ la /ariaci(n o fluctuaci(n de $u cur/a de tran$ferencia a lo largo del tiempo)
-
m$ra#: 1l um,ral e$ la m'nima de$/iaci(n re$pecto del /alor cero de la
magnitud -ue $e mide. -ue e$ aprecia,le en la re$pue$ta del e-uipo) &e denomina re$oluci(n a la m'nima de$/iaci(n re$pecto de un /alor dado de la magnitud -ue $e mide. -ue puede $er di$criminada en la re$pue$ta)
-
Error de no #inea#idad: 1n la má*ima de$/iaci(n de la cur/a de tran$ferencia
real de un $i$tema re$pecto del comportamiento lineal con -ue $e ha apro*imado) 1l error de no linealidad $e puede medir con la$ $iguiente$ magnitude$) 1l error de linealidad $iempre e$tá referido a lo -ue el di$eEador con$idera 3omportamiento lineal. lo cual depende del conte*to en -ue e$tá tra,aando)
4.1.2 "e#inici! n de e$actitud% &recisi! n ' res!(uci! n de un instruent! de edici!n.
E4ACTIT5 5ace referencia tanto a la /eracidad como a la preci$i(n de un e-uipo de in$trumentaci(n) Define la concordancia de una medida re$pecto del /alor /erdadero de la magnitud -ue $e mide. + e$ afectada tanto por lo$ errore$ $i$temático$ /eracidad? como por lo$ errore$ aleatorio$)
PRECISIO 1$ un parámetro rele/ante. e$pecialmente en la in/e$tigaci(n de fen(meno$ f'$ico$. ám,ito en el cual lo$ re$ultado$ $e e*pre$an como un nmero má$ una indicaci(n del error má*imo e$timado para la magnitud) 1$ decir. $e indica una zona dentro de la cual e$tá comprendido el /erdadero /alor de la magnitud)
RESOLCIO
La re$oluci(n de un di$po$iti/o e$ el m'nimo incremento de la entrada -ue ofrece un cam,io medi,le en la $alida) &e $uele e*pre$ar como un /alor en tanto por ciento $o,re el fondo de e$cala)
4.1.3 Ca (cu(! de (a e$actitud% &recisi! n ' res!(uci! n de un instruent! de edici!n.
E4ACTIT5
PRECISIO
RESOLCI6 -
Depende del in$trumento. no e*i$te f(rmula)
4.1.4 N!ras de se)uridad e *i)iene &ara e( ane+! de (!s instruent!s de edici!n% así c!! de (!s e,ui&!s de (a!rat!ri! de instruentaci! n. De,emo$ recordar $iempre -ue cual-uier tra,ao en un la,oratorio conlle/a un cierto rie$go. -ue puede $er ma+or o menor en funci(n del tipo de práctica -ue $e realice. pero -ue nunca e$ cero) La $eguridad en el la,oratorio puede definir$e como el conunto de t%cnica$ + procedimiento$ cu+o o,eti/o e$ e/itar o minimizar el rie$go de accidente$. + -ue han de $eguir$e de forma con$i$tente + continua) 1n cuanto a la higiene en el la,oratorio. podemo$ decir -ue con$i$te en identificar lo$ agente$ de rie$go de accidente. + -ue han de $eguir$e de manera con$ciente + continua) 1n cuanto a la higiene en el la,oratorio. podemo$ decir -ue con$i$te en identificar lo$ agente$ de rie$go. como por eemplo un compue$to t(*ico. /alorar el rie$go de e*po$ici(n + minimizarlo de forma pre/enti/a) 5a+ -ue tener en cuenta -ue lo$ e*perimento$ a realizar por lo$ alumno$ $iempre de,en e$tar di$eEado$ con el o,eti/o de minimizar lo$ riego$. limitando la utilizaci(n de $u$tancia$ peligro$a$ o la realizaci(n de operacione$ -ue entraEen peligro. pero re$ulta impo$i,le eliminar toda$ la$ fuente$ de rie$go) &e de,e tener pre$ente $iempre la po$i,ilidad de -ue ocurran accidente$. -ue
pueden llegar a $er gra/e$. + -ue %$to$ pueden $er e/itado$. aplicando la$ recomendacione$ de higiene + $eguridad)
4. E5UIPOS 6 MATERIALES: ) 1-uipo de prue,a$ neumático) 2) 3ompre$or de 25" >) 5oa t%cnica de dato$ + $eguridad del man(metro digital de pre$i(n A&53OF) 4) 5oa t%cnica de dato$ + $eguridad del 3ontrolador Digital para efrigeraci(n != 2i) ) 5oa t%cnica de dato$ + $eguridad del term(metro de medici(n D=&1B&1
4.3 CÁLCULOS TABLA 1 Presión Medida
manómetro digital
PSI
ASHCROFT
Resol!ción
Presión manómetro MARIOLO (psi)
(psi)
Exact!d MARIOLO (" error)
Precisión
Precisión
ASHCROFT
MARIOLO
(psi)
(psi)
(psi) ASHCROFT
MARIOLO
$$
$$%&'
$$
$%
$%*&
$%+,
'%'$
&
$&
$-%&,
$&
%*-
$%*&
$%+,
'%'$
&
$-
$-%-
$-
%'$
$%*&
$%+,
'%'$
&
$.
$.%
$.
.%*
$%*&
$%+,
'%'$
&
$+
$+%.+
$+
&%$
$%*&
$%+,
'%'$
&
TABLA
TABLA
Medida
Temperat!ra
Temperat!ra
MT/+$&Ri
1I2I/SE3SE
(0C)
(0C)
Exact!d 1I2I/ SE3SE (" error)
Resol!ción
Precisión 1I2I/
(0C)
SE3SE (0C)
MT/+$&Ri
1I2I/SE3SE
$
&&%.
&&%+
'%..
$*%$
'%$
'%$
&
&'%*
&'%-
$%.*
$*%'
'%$
'%$
-
$,%,
$,%+
$%+
$*%$
'%$
'%$
.
$*%,
$*%
'%+
$*%'
'%$
'%$
+
$.%,
$+%-
-%-,
$*%'
'%$
'%$
4.4 RESULTADOS Li$tar la$ acti/idade$ o etapa$ en forma $ecuencial para el de$arrollo de la práctica. generalmente $e utilizará entre otra$;
O,$er/aci(n + reconocimiento de in$trumento$ + e-uipo$ 1n la hoa de la práctica $e no$ dio lo$ nom,re$ de lo$ e-uipo$. $u funcionamiento + $u$ diferente$ propiedade$ la$ cuale$ no$ a+udaron con la identificaci(n de lo$ mi$mo$)
!aneo de in$trumento$ + e-uipo$ 1l docente no$ e*plic( c(mo de,emo$ manear lo$ diferente$ e-uipo$ e in$trumento$ para realizar una correcta o,tenci(n de dato$ $in daEar ningn elemento del $i$tema) Alguno$ e-uipo$ tienen do$ diferente$ e$cala$ por lo -ue de,emo$ tomar atenci(n al tomar lo$ dato$) 1l e-uipo de pre$i(n no $e pod'a realizar ma+or cam,io. pero del in$trumento de medida de temperatura aprendimo$ como lee la$ propiedade$ del am,iente temperatura? + como $e le normaliza)
oma + recolecci(n de dato$ La hoa de la practica no$ a+ud( a la correcta ta,ulaci(n de lo$ mi$mo$ +a -ue la$ ta,la$ no$ permitieron no confundirno$ en la toma de lo$ mi$mo$) 1l term(metro D=&1B&1 $e de,e dear -ue $e colo-ue a temperatura am,iente ante$ de realizar la práctica para po$teriormente encender el $i$tema de refrigeraci(n + tomar lo$ dato$ de medici(n cada 2 grado$ con$ecuti/amente) "ara la toma de dato$ de pre$i(n de,emo$ encender el compre$or de aire + hacerlo llegar a 60p$i para po$teriormente a,rir la /ál/ula + dear -ue ingre$e aire al tan-ue pre$urizado donde tomaremo$ lo$ dato$ con lo$ 2 di$po$iti/o$ de pre$i(n deando e$capar el aire al e*terior con una pe-ueEa /ál/ula)
Ordenamiento + proce$amiento de dato$ Lo$ dato$ o,tenido$ de,emo$ ta,ularlo$ en la$ corre$pondiente$ ta,la$ en donde de,emo$ $a,er -u% e-uipo e$ cada uno + colocarlo ,ao la columna corre$pondiente)
3álculo$ + re$ultado$ &e realizan lo$ cálculo$ de preci$i(n. e*actitud para cada uno de lo$ in$trumento$ de la practica con la$ ecuacione$ de$crita$ en el marco te(rico)
Análi$i$. grafica$ e interpretaci(n de re$ultado$ "rocedemo$ a graficar lo$ dato$ o,tenido$ + ta,ulado$ en la$ diferente$ ta,a$ utilizando cual-uier $oftare -ue no$ a+ude con la$ cur/a$. en e$te ca$o utilizamo$ 1M31L -ue e$ un $oftare mu+ conocido + fácil de manear para po$teriormente analizar el grafico + dar conclu$ione$)
O,$er/acione$ :emo$ -ue alguna$ medida$ no $on confia,le$ por diferente$ factore$ como el error humano +a -ue no$ puede fallar la /i$ta al momento de tomar la medida o tam,i%n la rapidez con -ue de,emo$ comparar la$ 2 medida$)
7. RESULTADOS OBTENIDOS
La pre$icion del D=&1B&1 e$ mucho ma+or -ue !=2i pue$to -ue $u$ /alore$ e$tán mu+ cercano$ entre $'. ademá$ tiene una ,uena re$oluci(n con lo -ue dir'amo$ -ue entre lo$ 2 term(metro$ e$te $er'a el (ptimo)
De$pu%$ de cada medida lo$ errore$ $on con$idera,lemente alto$ + no $e puede definir cuál e$ el in$trumento de medida con má$ fia,ilidad. por ende. e$ nece$ario tener una pre$i(n de referencia con otro in$trumento -ue tenga una
e*actitud. +a -ue la pre$i(n $e puede con$iderar 00K preci$o$) 1l man(metro digital A&53OF tiene una re$oluci(n alta con lo -ue no$ permite manear pre$ione$ má$ reale$ + confia,le$)
1l man(metro !AOLO e$ un in$trumento -ue no tienen ,uena re$oluci(n pue$to -ue e$ de 2p$i + con e$to no podemo$ o,$er/ar e*actamente cuánto /aria la pre$i(n + $er'a un /alor ine*acto + redondeado)
8. ANÁLISIS9 GRAFICACIÓN E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
"rocedemo$ a graficar la$ diferente$ medida$ de pre$ion con cada uno de lo$ $en$ore$ o,teniendo la $iguiente gráfica;
La grafica mue$tra una recta en la toma de dato$ de la pre$ion con !AOLO pero e$to$ dato$ $on poco reale$ pue$to -ue el in$trumento tiene una re$olucion de 2p$i + nue$tro$ oo$ no$ engaEan)
"rocedemo$ a graficar la$ diferente$ medida$ de temperatura con cada uno de lo$ $en$ore$ o,teniendo la $iguiente gráfica;
:emo$ -ue la$ 2 cur/a$ de lo$ $e$ore$ e$tan $o,repue$ta$ por lo -ue $e puede decir -ue lo$ 2 $en$ore$ tienen medida$ confia,le$)
. CONCLUSIONES
La preci$i(n del in$trumento de temperatura D=&1B&1 e$ mucho meor -ue meor -ue el !=2i pue$to -ue lo$ dato$ medido$ $on mu+ cercano$ entre $')
1l D=&1B&1 + !=2i tienen la mi$ma re$oluci(n)
1l A&53OF tiene una re$oluci(n de 0.0 por lo -ue e$ un in$trumento má$ confia,le -ue el man(metro !AOLO pue$to tiene meno$ re$oluci(n)
La e*actitud del D=&1B&1 e$ mu+ ,uena pue$to -ue el porcentae de error no pa$a del 4K)
&egn nue$tro$ cálculo$ la pre$icio de !AOLO e$ meor -ue el A&53OF +a -ue lo$ /alore$ no $e alean mucho de la media)
;. RECOMENDACIONES
Lo$ in$trumento$ tienen diferente$ e$cala$ por lo -ue tenemo$ -ue fiarno$ en la mi$ma ante$ de tomar la medida)
!antener la temperatura parea tanto en el 3ontrolador Digital para efrigeraci(n !=2i + la medici(n del D=&1B&1 para -ue no e*i$ta mucha diferencia
De,emo$ poner en práctica toda$ la$ norma$ de $eguridad dentro del la,oratorio para e/itar algn percance + tomar dato$ e*acto$ + preci$o$)
1n el momento de utilizar la termocupla + ponerlo en contacto con el agua de,emo$ limpiarlo + a$' ni/elar $u temperatura a temperatura am,iente)
1$perar un tiempo prudente ha$ta -ue lo$ diferente$ in$trumento$ $e ni/elen como en la pre$i(n + la temperatura para po$teriormente tomar lo$ dato$)
----------------------------------------------!*n G. /era .
