EJERCICIOS U.T.3. SENSORES Y TRANSDUCTORES
1. Dado un termopar tipo J, con un empalme de referencia a 0ºC y una tensión de salida de 5.431 mV, hallar la temperatura del empalme de referencia. Sol. 10.777 mV
2. Dado un termopar tipo J con un empalme de referencia a 100ºC y un empalme de medida que produce 22.122 mV, hallar la temperatura del empalme de medida Sol. 500ºC
3. Dado un termopar de hierro-constantan que produce un voltaje de salida de 9.279 mV con el empalme de referencia a 24ºC, hallar: a. El voltaje de salida esperado si el empalme de referencia del termopar estaba a 0ºC b. La temperatura del empalme de medida Sol. a) 10.504mV b) 195ºC
4. Dado un termopar tipo J con un empalme de referencia a 0ºC y un empalme de medida a 345ºC, hallarla tensión de salida estimada en el termopar. Sol. 17.25 mV
5. Dado un termopar con una masa de 0.01g, un calor específico de 0.05 cal/gºC, un 2 coeficiente de transferencia de calor de 0.002 cal/cm-sºC, y un área de 0,1 cm , hallar la constante de tiempo térmica. Sol 0.25 s
6. Dado un termopar con una constante de tiempo de 1s a una temperatura de 25ºC, que se sumerge en agua hirviendo, hallarla temperatura del sensor. a. Después de un segundo b. Después de cuatro segundos Sol. a) 72.4ºC b) 98.6ºC 7. Dado un termopar con una constante de tiempo de 1.25 s a 25ºC, que está sumergido en agua hirviendo, halalr el tiempo que tardará el termopar en calentarse c alentarse a 50ºC Sol. 0.5s Ejercicios U.T.3 Sensores y transductores
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8. Dada una barra de acero comprimida con una deformación de 2500 microstrains ( mm/mm, cuya longitud era 0.5m. calcular la longitud despue´s de aplicada la fuerza. Sol. 0.49875m 9. Dada una galga con una resistencia de 100 cuando no esta deformada, un módulo de rigidez de 2.5 y una deformación de 1200microstrains, hallar la variación de la resistencia. Sol. 0.3 10. Dada una galga con una resistencia de 100 en reposo, un módulo de elasticidad de 10 2 20.7x10 N/m , un módulo de rigidez de 2.5, y una variación de resistencia de 0.5 , hallar la tensión de la galga en newtons por metro cuadrado y libras por pulgada cuadrada. 6
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Sol. 414x10 N/m ------ 60.030 psi 11. Dado un cristal de sulfato de litio de 1.5mm de espesor, hallar el voltaje cuando se aplica una presión de 10.000 psi. (K del sulfato de Litio = 0.165 Vm/N) Sol. 11.377 V. 12. dado un flujo de agua a través de un tubo de diámetro 10 in, con un orificio de 8 in, para el que un manómetro presenta d= 1.2 y con K=0.98, hallar la velocidad del flujo. 2
Sol. 4.33 ft /s 13. Un termopar tipo J proporciona una medida de 6.907 mV. Hallar la temperatura de la unión de prueba si la unión de referencia está a : a. 0ºC b. 25ºC Sol. a. 130ºC b. entre 153ºC y 154ºC
14. la temperatura de un termopar tipo J es de 400ºC. Calcular la tensión en el termopar si la unión de referencia esta a 0ºC Sol. 15. Dado un termopar tipo J con una unión de referencia a 85ºC y una union de medida que produce 14,502mV, hallar la temperatura de la unión de medida. Sol. 349ºC Ejercicios U.T.3 Sensores y transductores
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16. un termopar de hierro-constantan produce una tensión de salida de 10,055 mV con una unión de referencia a 20ºC. Calcular: a. la tensión de salida que se obtendrá si la unión de referencia del termopar estaba a 0ºC b. la temperatura de la unión de medida. c. 17. Introducimos un termopar en un horno a una temperatura fija y desconocida, al cabo de 0.30 s el termopar alcanza la temperatura de 150ºC, 1.35s después el termopar alcanza la temperatura de 450ºC. Determinar : a. La temperatura máxima a la que se encuentra el horno si la constante de tiempo es de 2 b. La temperatura que alcanza el termopar al cabo de 3 minutos 18. un termopar con una constante de tiempo de 1.5 medida a 25ºC se introduce en un horno durante dos minutos, determinar la temperatura que alc anza si transcurridos 0.35 s alcanzo la temperatura de 130ºC
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