INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL CODIGO: AA3070
LABORATORIO LABORATORIO N° 07
Sensores de Peso y Fuerza
“
A lumnos :
G rupo rupo S emes tre Fecha Fec ha de de entreg entreg a
”
1.- C árdena G uillén uillén J ean ean C arlos 2.-C arri arr i ón Huaylla H uaylla J oel 3.-C uellar Martí Martí nez K evi n 4.-Layme 4.-Layme C alla lla Luis A ntonio ntonio 5.-L azarte Zubi Zubi a K r ys tian K urt ur t
: B Docente: Docente: Os car car A lva Sánch S ánchez ez : II I : 21 05 18 Hora: 3:30pm
Nota:
I. OBJETIVOS: ✓
Identificar el principio de funcionamiento funcionamiento de las galgas extensiométricas.
✓
Identificar el principio constructivo de las celdas de carga.
Instrumentación Industrial
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Sensores de Peso y Fuerza Nota: ✓
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Lab. Nº
Implementar una balanza electrónica, utilizando un puente de Wheatstone, un amplificador de instrumentación y una celda de carga para medir peso o fuerza.
II. MATERIAL Y EQUIPO: •
Brazo de flexión.
•
Celda de carga (Sensor de Fuerza Industrial).
•
Amplificador de instrumentación.
•
Juegos de Pesas.
•
Multímetro digital.
III. INFORMACIÓN PRELIMINAR Una galga extensiométrica o extensómetro es un sensor, que mide la deformación, presión, carga, par, posición, etc. y se basa en el efecto piezorresistivo, que es la propiedad que tienen ciertos materiales de cambiar el valor nominal de su resistencia cuando se les somete a ciertos esfuerzos y se deforman en dirección de los ejes mecánicos. Un esfuerzo que deforma la galga producirá una variación en su resistencia eléctrica. Esta variación se produce por el cambio de longitud, el cambio originado en la sección o el cambio generado en la resistividad.
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O Ñ A
S E M
A I D
E D O J A O P I B A U R Q T E
M R I F A
M R I F A
A M R I F
A H C E F
: E T N E I B M A
) S T A ( O R U G E S O J A B A R T E D S I S I L Á N A
O I R O T A R O B A L
: S A T N E I M A R R E H Y S O P I U Q E E D S A C I T S Í R E T C A R A C
° N N Ó I S E S
R E L L A T
A M R I F
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) S A P O S O R S A A O G C P R S I F A D T E I I C E A O C R P S E (
. 4
. 5
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M R I F A
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L O R T N O C E D S A D I D E M
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A E R A T A L E D S O S A P
1 2
3
4
5
6
7
8
1 2 9 0 1 1 1
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IV. PROCEDIMIENTO:
1. Sensor de fuerza con circuito cuarto de puente. a) Lleve a cabo el montaje del brazo de flexión según muestra la figura N° 1.
figura N° 1
b) Dibuje el circuito esquemático del sistema en cuestión.
Circuito esquemáticoCuarto de uente
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c) Balance del cero. Manteniendo el brazo de flexión sin carga y utilizando la perilla del offset en el amplificador, haga que la tensión de salida del amplificador de instrumentación sea lo más próxima posible a 0.0 mV. Una exactitud de 10 mV en la salida del amplificador es suficiente. d) Cuelgue las pesas según muestra la tabla 1. Anote los resultados en la misma tabla. Si es necesario realice el balance del cero luego de cada medida. e) En la figura N° 2, grafique la curva característica del sensor. Haga esto a partir de los datos consignados en la tabla 1.
CARGA (gramos)
FUERZA (Newton)
VOLTAJE (mV)
0
0.0
3
20
0.2
66
50
0.5
94
100
1.0
153
200
2.0
275
500
5.00
638 Tabla Nº 1
Gráfica 1: Cuarto de puente 700 5.00, 638
600 500
) V m400 ( e j a t 300 l o V
2.00, 275
200 1.00, 153 100
0.50, 94 0.20, 66
0 0.0
0.0, 3
1.0
2.0
3.0 Fuerza (N)
Figura Nº2
4.0
5.0
6.0
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2. Sensor de fuerza con circuito semipuente a) Lleve a cabo el montaje del brazo de flexión según la figura N° 3.
Figura N° 3 b) En la siguiente página, dibuje el circuito esquemático del sistema en cuestión.
Circuito esquemáticoSemipuente
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c) Balance del cero. Manteniendo el brazo de flexión sin carga y utilizando la perilla del offset en el amplificador, haga que la tensión de salida del amplificador de instrumentación sea lo más próxima posible a 0.0 mV. Una exactitud de 10 mV en la salida del amplificador es suficiente.
d) Cuelgue las pesas según muestra la tabla 2. Anote los resultados en la misma tabla. Si es necesario realice el balance del cero luego de cada medida. e) En la figura N° 4, grafique la curva característica del sensor. Haga esto a partir de los datos consignados en la tabla 2.
CARGA (gramos)
FUERZA (Newton)
VOLTAJE (Voltios)
0
0.0
0.001
20
0.2
0.052
50
0.5
0.128
100
1.0
0.252
200
2.0
0.504
500
5.0
1.240 Tabla Nº2
Gráfica Nº 2: Semipuente 1.4 5.00, 1.240
1.2 1 ) V0.8 ( e j a t l o 0.6 V
2.00, 0.504
0.4
1.00, 0.252 0.50, 0.128
0.2
0.20, 0.052 0 0.00
0.00, 0.001 1.00 2.00
3.00
4.00
Fuerza (N)
Figura Nº 4: Voltaje-Fuerza
5.00
6.00
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a) Asumiendo que la curva característica de la figura N°4 es lineal, sintetice la ecuación de la recta de tendencia por medio de un análisis de regresión lineal. A partir de la ecuación de la recta de tendencia, determine el peso correspondiente para un voltaje de 0.36 V.
=
− −
=
.−. .−.
=
. .
= 0.252
( ) = ( ) … … . á (2.00; 0.504) ( 0.504) = 0.252( 2.00) 0.504 = 0.252 0.504 = 0.252 0.36 : (x) () :
0.36 = 0.252 1.4286 =
0.36 .
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3. Celda de Carga (Sensor de fuerza industrial) a) Lleve a cabo el montaje de la celda de carga según muestra la figura 5.
Figura 5. b) Dibuje el circuito esquemático del sistema en cuestión.
Sistema esquemáticoCelda de carga
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c) Balance del cero. Manteniendo la celda de carga libre de pesos y utilizando la perilla del offset en el amplificador, haga que la tensión de salida del amplificador de instrumentación sea lo más próxima posible a 0.0 mV. Una exactitud de 10 mV en la salida del amplificador es suficiente. d) Coloque las pesas según muestra la tabla 5. Anote sus resultados en la misma tabla. Si es necesario realice el balance del cero luego de cada medida. e) En la figura N° 6, grafique la curva característica del sensor. Haga esto a partir de los datos consignados en la tabla 3.
FUERZA
VOLTAJE
0
0
0.001
1
10
0.105
2
20
0.209
3
30
0.312
4
40
0.410
5
50
0.513
6
60
0.624
7
70
0.732
8
80
0.833
9
90
0.927
10
100
1.032
MA S A
Tabla Nº 3: Celda de carga
Gráfica Nº 3 : Celdas de carga 1.2 100, 1.032
1
90, 0.927 ) 0.8 V ( E J 0.6 A T L O V0.4
70, 0.732
80, 0.833
60, 0.624 50, 0.513 40, 0.41 30, 0.312
0.2
20, 0.209 10, 0.105
0 0
20 0, 0.001
40
60 FUERZA (N)
Figura Nº6
80
100
120
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Lab. Nº
CONCLUSIONES,OBSERVACIONES Y APLICACIONES INDUSTRIALES …………………………………………………………………………………………………………………………
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PROYECTO SEMESTRE
Fecha:
Lab. Nº
Sensores de Peso y Fuerza GRUPO
FECHA LISTA DE MATERIALES
ITEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
DESCRIPCION
UNIDAD CANT.
LISTA DE HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
COSTO DE MATERIALES ITEM
1 2 3 4 5 6 7 8
UNIDAD
DESCRIPCION
CANT.
PRECIO UNIT. S/.
PRECIO TOTAL S/.
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Lab. Nº
COSTO DE MATERIALES ITEM
UNIDAD
DESCRIPCION
CANT.
PRECIO UNIT. S/.
9 10 11 12 13 14 15 TOTAL S/.
FIN DEL DOCUMENTO
PRECIO TOTAL S/.
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