Práctica 4 Medición de Temperatura RTD

 Instrumentación

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA TITULACIÓN EN INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES ASIGNATURA: ASIGNATURA: INSTRUMENTACIÓN

Integrantes: * Diana Estefana O!"e#$n Ca%&e"$n *J'ff"e Man(e% R')n Paralelo: +,Docente: In#. Ca"%'s Ca%&e"$n Fecha: 11-12-2016

PRÁCTICA 4: MEDICIÓN DE TEMPERATURA; RTD Especificaciones Paráetro !alor Ran#' &e )e&i/i$n 0 1C a 201C M3i)' e""'" 4e")iti&' 5 1C Ran#' &e V'%ta6e V'%ta6e &e Sa%i&a &e% /i"/(it' &e 0 V a 50 V a/'n&i/i'na)ient' Res'%(/i$n )ni)a 0.05 1C *Re/'"&a" 7(e en e% ELVIS &is4'ne)'s &e %as f(entes &e 859V ;59V < 9V. a. Rea%i=a" Rea%i=a" %'s /%/(%'s /%/(%'s 4a"a 4a"a e% &ise>' &ise>' &e %'s /i"/(it's /i"/(it's &e a/'n&i/ a/'n&i/i'na)i i'na)ient' ent' &e %a se>a% se>a% &e sa%i&a sa%i&a &e% RTD. Paráetros !alores 0.00?@9 Coeficiente t"rico #$% 500 Resistencia a la teperat&ra #Ro% 201C Teperat&ra á'ia#Tá'% 01C Teperat&ra (nia #Tin% 5.555B Error )e lineali)a) *E+! 5.91C Resistencia t"rica )e ,a RTD#R  % ϴ

Ca%/(%a" e% e""'" &e %inea%i&a& en 4'"/enta6e. 90 ° C  1 °C

 E LV 

100

ELV  

 F

100 ∗1 ° C  90 ° C 

 E LV  F 5.555B

O!tene" a%'" &e "   E LV   F

 Ro∗α ∗Tmá x ∗100 r +1

1

 Instrumentación

"F

|

|

−0.00385 ∗90 ° C  −1 0.01

" ¿ 35.65 E% " es )ni)' 4e"' se 4(e&e es/'#e" (n a%'" s(4e"i'" n's't"'s e%e#i)'s &e 90
Ci"/(it' &e% sens'" )e&iante e% 4(ente Heatst'ne  R 1= R 2= r ∗ Ro R 1= R 2=50∗100 Ω R 1= R 2=5000 Ω=5 kΩ

Se /a%/(%a %a Rt)3 < Rt)in 1 +¿

 Rtmáx= R∗¿

α*Tmáx)

 Rtmáx =100∗( 1 + 0.00385∗90 ° C )   Rtmáx=134.65 Ω 1 +¿

 Rtmin= R∗¿

α*Tmin)

 Rtmin=100∗( 1 + 0.00385∗0 ° C )   Rtmin=100 Ω

La t es %a &/i)a 4a"te &e% e""'" &e a(t'/a%enta)ient'.  Δt =

 E LV  10

 Δt =

1

Δt = 0.1 ° C 

10

Ca%/(%' &e %a /'""iente )3i)a /'n Rt)in  Imáx =

√

Δt  =  R ϴ∗ Rtmin

√

0.1 ° C  12.5 °

C  ∗100 Ω W 

 Imáx =8.94 mA

Ca%/(%' &e %a /'""iente )ni)a /'n Rt)3. 2

 Instrumentación

 Imin=

√

Δt  =  R ϴ∗ Rtm á x

 Imin=7.71 mA

√

0.1 ° C  12.5 °

C  ∗134.65 Ω W 

Ca%/(%a)'s e% a%'" &e '%ta6e )3i)' Vmáx = Imáx ( Rtmin + rRo )   Vmáx =8.94 mA (134.65 + 3565 )   Vmáx =33.075 V 

Se%e//i'na)'s %a f(ente )s 4"$3i)a &e 59V. Vi= 12 V 

Se en/(ent"a %a e/(a/i$n &e '%ta6e &e% te")ist'"  V)in

(

r∗α ∗Tmin

(

r∗ α ∗T m á x

V SL 1= Vi∗

( r+ 1 )

2

)

(

V SL 1=15 V ∗

50∗0.00385∗ 0 ° C 

( 50 + 1 )

2

)

V SL 1= 0 V 

V)3 V SL 2= Vi∗

( r +1 )

2

)

(

V SL 2= 15 V ∗

50∗0.00385∗ 90

( 50 +1 )2

)

V SL 1= 0.09992 V =99.91 mV 

T -.C/ 1.C 21.C

!0+-!/ 0V 0.0222V

Ta!%a &e a/'n&i/i'na)ient's &e '%ta6e

AH'"a se &e!e i#(a%a" %'s '%ta6es )3i)'s < )ni)'s a n(est"' "an#' &a&' &e '%ta6es 7(e es &e 0 a 50 V /'n este 4"'/e&i)ient' se 4(e&e sa/a" %a e/(a/i$n 4a"a a eta4a &e a)4%ifi/a/i$n. Vo 1=0 V ,Vo 2=10 V 

− ( Vs−Vo 1 ) =( Vo 2 Vo 1 )( Vsl−Vmín ) Vmin−Vmáx

( Vs− 0 )=

(−

10 −0

0 0.0991

)(

Vst −0 )

Vs=100.09 ( Vsl − 0 ) Vs=100.09 Vt 

3

 Instrumentación

A/'n&i/i'na)ient' &e %a sa%i&a &e ent"a&a. G=100.1  Rg=

49.4 kΩ

G −1

=

  49.4 kΩ

−1

100.1

Rg=500 Ω

 !. Rea%i=a" (na ta!%a "es()en &e %as /a"a/te"sti/as &e %'s e%e)ent's a/ti's < 4asi's &e% /i"/(it' t'ta% &e a/'n&i/i'na)ient' &e% sens'". Paráetros !alor A)4%ifi/a&'" ADK0 RTD Pt 500 R' 500 R# 900 R5FR 9 A"&(in' UNO R? (ente &e '%ta6e 5V /. En %a He""a)ienta s'fta"e &e s( e%e//i$n "ea%i=a" %a si)(%a/i$n < ea%(a/i$n &e% /i"/(it' &e a/'n&i/i'na)ient'.

Ci"/(it' &e si)(%a/i$n a 20C

4

 Instrumentación

Ci"/(it' &e si)(%a/i$n a 50C

&. C("a &e /a%i!"a/i$n &e% siste)a: ; M'st"a" %a e/(a/i$n t'ta% &e% siste)a: Voltaje salida = f(temperatura medida) . ; - G"afi/a" %a e/(a/i$n t'ta% &e% siste)a: Voltaje salida vs. Temperatura medida Vr 2= 0 V

Vr 1= 5 V 

m=

0− 10 Vr 2−Vr 1 = =100.91 Vmin−Vmáx 0−0.0991

5

 Instrumentación

Vs= m ( Vt −Vmin )

Vs=100.91 ( Vt − 0 )

Vs=100.91 ( 0.09 + 0.0268 T )− 2.0237

Vs=100.91 Vt 

Vs= 0.3717 + 0.111 t −2.0237

Vs= 0.111 t −1.65

; e. I)4%e)enta" e% siste)a &e )e&i/i$n < e3t"ae" a%'"es )ni)' K 4(nt'sQ se#n e% si#(iente es7(e)a:

Teperat&ra seg3n instr&ento )e referencia 4.C <=.C >4.C 4?.C @.C ??.C

!oltae )e sali)a )el p&ente )e 56eatstone 0.05V 0.0V 0.0?V 0.0V 0.0KV 0.0@V

!oltae )e entra)a a la Teperat&ra ostra)a DA78MCU8P+C89 #!o% en el )ispla )e teperat&ra 5.V 5.9 .0V 9. ?.?V ?.K .?0V .? K.00V K5.? @.5V .K

f. L(e#' "ea%i=a" e% an%isis &e e""'"es a!s'%(t's < "e%ati's &e %as )e&i/i'nes t')a&as. Teperat&ra !oltae )e !oltae )e entra)a a Teperat&ra Error seg3n sali)a )el la DA78MCU8P+C8 ostra)a en el Asol&to instr&ento )e p&ente )e 9 #!o% )ispla )e referencia 56eatstone teperat&ra 0.05V 5.V 5.9 0.9 4.C 0.0V .0V 9. 0. <=.C 0.0?V ?.?V ?.K 0.K >4.C 0.0V .?0V .? 0.? 4?.C 0.0KV K.00V K5.? 0.? @.C 0.0@V @.5V .K 0.K ??.C

Error RelatiBo

?.@9B 5.K@B 5.2B 0.@B 0.9B 0.@5B

#. Rea%i=a" e% an%isis &e %inea%i&a& &e% siste)a.

xi referencia

Total

yi multime tro

4 <= >4 4? @ ??

4=4 <=4< >4@? 4?>? @>< ??@<

258

260.94

xi*yi

203.56 635.5 1178.78 2226.39 3740.52 5976.74 13961.4

xi^2

196 625 1156 2209 3721 5929 13836 6

 Instrumentación

9 q =am +  T =aV +  a = x

 = ! a=

a=

n

∑ xi!i −(∑  xi)( ∑  !i ) n ∑  xi −(∑  xi) 2

2

6 ( 13961.49 ) −( 258 ) ( 260.94 ) 6 ( 13836 ) −(66564 )

a =0.999  xi!i

∑ ¿ ∑  xi ¿

2

∑  !i (∑ xi ) −¿  =¿

=

( 260.94 )( 13836 )−( 13961.49 ) ( 258 ) 6 (13836 )−( 66564 )

 =0.5045

| |

" Lin#ali$a$ = máximo  x i−

 ! i −

" Lin#ali$a$ = máximo 47−

a

|

47.37−0,5045 0.999

|

" Lin#ali$a$ = 0.087

Error )e lineali)a) %=

" Lin#ali$a$  &SC 

 &SC = &on$o $# #s'ala  &SC =77 −14 =63

7

 Instrumentación

% L =

0.087 63

( 100

% L =0.13

H. C'n e% siste)a i)4%e)enta&' "ea%i=a" (na se"ie &e )e&i/i'nes 4a"a (na te)4e"at("a esta!%e ta)!in )e&i&a /'n e% sens'" &e "efe"en/ia inst"()ent' ana%$#i/' ' &i#ita%Q se#n e% si#(iente es7(e)a &e e6e)4%':

Teperat&ra seg3n instr&ento )e referencia @ 1C @ 1C @ 1C @ 1C @ 1C @ 1C

Teperat&ra ostra)a en el )ispla )e teperat&ra @.0?1C @.5?1C .?51C @.51C .251C @.?51C

i. L(e#' "ea%i=a" (n an%isis &e in/e"ti&()!"e &e% siste)a i)4%e)enta&'. Refe"en/ia"se en e% te3t'  !ase Inst"()enta/i$n in&(st"ia% &e Ant'ni' C"e(sQ. La in/e"ti&()!"e es %a &is4e"si$n &e %'s a%'"es 7(e 4(e&en se" at"i!(i&'s "a='na!%e)ente a% e"&a&e"' a%'"  &e %a )a#nit(& )e&i&a. a< &'s in/e"ti&()!"es A < , 4"esentes en %a )e&i/i$n. Las A se "e%a/i'nan /'n f(entes &e e""'" a%eat'"i's <  4(e&en se" ea%(a&as a 4a" " &e &ist"i!(/i'nes esta&istas %e/t("as en e% inst"()ent'Q )ient"as 7(e %as , estn as'/ia&as a e""'"es &e ti4' siste)ti/' < /'""es4'n&en a %a in/e"ti&()!"e &e% /a%i!"a&'" %a "es'%(/i$n &e% inst"()ent' < %a inf%(en/ia &e 't"as )a#nit(&es. La ti4' A se /a%/(%a en/'nt"an&' %a &esia/i$n t4i/a %a )is)a 7(e es %a "a= /(a&"a&a &e %a a"ian=a. Pa"a /a%/(%a" %a a"ian=a e34e"i)enta% 4"i)e"' se %a /a%/(%a %a )e&ia a"it)ti/a. La f$")(%a es %a si#(iente: 2

)  =

1

∑ ( *  − * ´ ) n ( n −1 )

2

i

C')' s'n seis )e&i/i'nes se )(%ti4%i/a 4'" fa/t'" 5.? + A =1.3∗) 

Se /a%/(%a %a in/e"ti&()!"e ti4' , %a )is)a 7(e se f'")a &e %a in/e"ti&()!"e 4at"$n < %a "es'%(/i$n &e% inst"()ent'. La in/e"ti&()!"e &e% inst"()ent' &e /a%i!"a/i$n es 000005K Pa"a en/'nt"a" %a in/e"ti&()!"e 4at"$n tene)'s: in'#rti$+mr# ,atr-n =in'#rti$+mr# ∗.on$o$# #s'ala

La "es'%(/i$n &e% inst"()ent' 7(e es &e 0.005K ina%)ente /'n t'&'s est's &at's se /a%/(%a %a in/e"ti&()!"e ti4' , 8

 Instrumentación

+/ =√ ( + ,atr-n ) + r#sol+'ion$# ,antalla 2

2

In/e"ti&()!"e t'ta%: 2

+ A +¿ + / + =√ ¿

 Xi 

< 1? > < 4 >  < <4   To ta l

2

Xipro med io 0.02 033 333 3 0.04 966 666 7 0.36 233 333 3 0.14 766 666 7 0.15 233 333 3 0.33 766 666 7

(Xipro med io)^ 2 0.00 041 344 4 0.00 246 677 8 0.13 128 544 4

Promedio Varianza experimental

 6.

e!"iaci#n t$pica %ncertidum&re '

28.0933333 3 0.00977317 8 0.09885938 4 0.12851719 9

%ncertidum&re 000005K referencia incertidum&re patr#n 0.00136 re!oluci#n del 0.0016 in!trumento incertidum&re  0.00168808 incertidum&re total 0.12852828 5

C')4%e)enta" %a &'/()enta/i$n &e %a 4"/ti/a /'n f't'#"afas &e% sens'"  (ti%i=a&' f't'#"afas &e %'s /i"/(it's ensa)!%a&'s < /a4t("as &e 4anta%%a &e %a is(a%i=a/i$n &e% '%ta6e < te)4e"at("a a&7(i"i&'s.

0.02 180 544 4 0.02 320 544 4 0.11 401 877 8 0.29 319 533 3

Sensor de temperatra !T"

9

 Instrumentación

#ir$ito de a$ondi$ionamiento !T"

1. %edi$i&n a 14'# $on s (otae de entrada

10

 Instrumentación

2. %edi$i&n a 25'# $on s (otae de entrada

3. %edi$i&n a 34'# $on s (otae de entrada

11

 Instrumentación

4. %edi$i&n a 47'# $on s (otae de entrada

5. %edi$i&n a 61'# $on s (otae de entrada

12

 Instrumentación

6. %edi$i&n a 77'# $on s (otae de entrada

13