RESUMEN :

Para la calibración de un termómetro de resistencia se utiliza los sgts materiales: un termómetro de mercurio de (-10°C a 350°C), un termómetro de resistencia, un multimetro digital, una cocina eléctrica, un vaso de precipitación, un agitador, un soporte, aceite y hielo. Procedimos a colocar el hielo triturado en el vaso de precipitado colocando el multimetro para el rango apropiado de (T=O°C), luego agregamos agua, luego el aceite agitándolo para que el termómetro de resistencia registre uniformemente el cambio de temperatura en intervalos de 10°C y dichos datos los colocamos en la tabla N° 1 de la guía de la practica, se repitió el procedimiento de forma descendente y colocamos los datos en la tabla N°2.

CALIBRACIÓN DE UN TERMÓMETRO DE RESISTENCIA

I. OBJETIVO:

1.1. Determinar la ecuación de calibración de un elemento sensor (termómetro de resistencia de platino), mediante la medición de temperaturas y resistencias.1.2. Determinar algunas características sistemáticas de este elemento sensor.

II. FUNDAMENTO TEORICO:

La resistencia de la mayoría de los metales aumenta razonablemente en la forma lineal con una temperatura que va desde -100°C a +800°C. La relación general entre la resistencia RT ( ) de un elemento metálicos y la temperatura T(°C) es una serie de potencia de la forma. RT=Ro (1+ T+ T2 + T3 + …) …………(1)Donde: Ro( ) es la resistencia a °C

, , Son coeficientes térmicos de resistividad.La magnitud de los términos no lineales por lo general es pequeña.Aunque es relativamente costoso, el platino es la elección común para producción de termómetros industriales con resistencia; se utilizan metales más económicos. En especial níquel y cobre, para aplicaciones menos exigentes. El platino es el metal preferido porque químicamente inerte, tiene caracterísrticas lineales y repetibles de resistencia – temperatura, se puede utilizar gama mas amplias de temperaturas (-200°C a +800°C) y en muchos tipos de ambientes. Puede refinarse con alto grado de pureza, lo que asegura que las variaciones estadísticas en resistencia, entre elementos similares a la misma temperatura, sean reducidas.

III. PARTE EXPERIMENTAL:3.1. INSTRUMENTOS Y MATERIALES:

Un termómetro de mercurio de -10°C a 350°C. Un termómetro de resistencia de platino. Un multímetro digital. Un vaso de precipitación. Un agitador. Un soporte, aceite y hielo.

3.2 PROCEDIMIENTO:a Armar el equipo experimental como se muestra en la fig N° 1.b Colocar el aceite dentro del vaso de precipitación.c Seleccionar en el multímetro, el ohmiómetro con el rango apropiado.d Tomar mediciones de temperaturas y resistencias desde T = 0°C asta

T=200°C, para intervalos de3 10°C, anotarlos en la tabla N°.1. Para una buena medición agite el aceite para uniformizar la temperatura.

e Repita el paso (d) pero en forma descendiente y anotar las mediciones en la tabla N°.2.

IV. RESULTADOS:4.1 TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES:

Tabla N°.1: Mediciones en forma ascendente para la temperatura del sensor.T °C ( ) R( )( )

0 100.6

10 104.3

20 108.1

30 112

40 115.7

50 119.3

60 123

70 126.9

80 130.5

90 134.2

100 138.1

110 142

120 146

130 149.9

140 153.7

150 157.5

160 161.9

170 165.3

180 169

190 172.9

200 176.6

Tabla N°.2: Mediciones en forma descendente para la temperatura del sensor.T °C R( )200 176.6

190 175.8

180 170.1

170 166.5

160 162.2

150 158.5

140 154.7

130 150.9

120 147

110 143

100 139

90 135.3

80 131.4

70 127.5

60 123.6

50 119.8

40 112.2

30 105.2

20 103.9

10 99.5

0 94.3

V. CUESTIONARIO:5.1. Utilizando la ecuación (1), para Grado 1 y la tabla N° 1.:

a Aplicar el método de mínimo cuadrados (recta), obtener los valores de las constantes R0 y del sensor (termómetro de resistencia).

b Dar la ecuación de calibración y el coeficiente de correlación del sensor.

c Utilizando Microsoft Excel obtener la gráfica de resistencia versus temperaturas. Dar la ecuación de calibración y el coeficiente de correlación. Ubicar una gráfica en la siguiente hoja.

R ( ) vs T°C

y = 0.3814x + 100.32

R2 = 0.9999

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

0 50 100 150 200 250

TEMPERATURA

RE

SIS

TE

NC

IA

R( )

T °C

Lineal (R( ))

d Con la ecuación empírica obtenida para el intervalo de 0°C a 200°C. determinar la resistencia para una temperatura de 150°C. Asimismo para una resistencia de 130 , cual es el valor de la temperatura en °C.

5.2. Utilizando la ecuación (1), para GRADO II, y la tabla Nº 1.a Aplicar el método de mínimos cuadrados para este polinomio de grado

II, obtener los valores de las constantes, Ro, , del sensor (termómetro de resistencia).

b Dar la ecuación de calibración y el coeficiente de correlación del sensor.

c Utilizando Microsoft Excel obtener la gráfica de resistencia versus temperaturas. Dar la ecuación de calibración y el coeficiente de correlación. Ubicar una gráfica en la siguiente hoja.

d Con la ecuación empírica obtenida para el intervalo de 0°C a 200°C. determinar la resistencia para una temperatura de 120°C. Asimismo para una resistencia de 150 , cual es el valor de la temperatura en °C.

e Especificar el alcance de entrada y de salida del sensor (termómetro de resistencia).

R( ) vs T°C

y = 5E-05x2 + 0.3723x + 100.6

R2 = 0.9999

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

0 50 100 150 200 250

TEMPERATURA

RE

SIS

TE

NC

IA

R( )

T °C

Polinómica (R( ))

Temperatura: 00C – 2000C (Alcance de entrada)

Resistencia (alcance de salida)

Para T = 00C Para T = 00C

Por tanto el alcance de salida es de 100.6 a 177.06

f Especificar el intervalo de entrada y de salida del sensor (termómetro de resistencia).

[00C – 2000C] (Entrada)

[100.6 - 176.6 ] (Salida)

g Determinar la ecuación de la línea recta ideal del sensor (termómetro de resistencia).

Tmin = 00C Rmin = 100.6 Tmax = 2000C Rmax = 176.6

h Determinar la ecuación de no linealidad del sensor (termómetro de resistencia).

i Calcular la no linealidad máxima como porcentaje de la deflexión a escala completa del sensor (termómetro de resistencia).

Por lo tanto no linealidad max como porcentaje d. e. c. =

j Determinar la sensibilidad del sensor (termómetro de resistencia) para una temperatura de 100°C.

Para

k Calcular la histérisis máxima como porcentaje de la deflexión a escala completa del termistor(termómetro de resistencia).

VI. DISCUCIONES: El multimetro registraba mayor resistencia cuando el termómetro

registraba mayor temperatura, ya que la mayoría de los metales aumenta razonablemente conforme ala temperatura (-100°C a 800°C).

La magnitud de los términos no lineales es pequeña. No tiene características sistemáticas, más si características estadísticas ya

q se pudo comprobar en la elaboración del informe de practica.

VII. CONCLUCIONES:

La diferencia minina entre los mínimos cuadrados y Excel es pequeña para la ecuación de calibración del sensor donde se determinar Ro, , .

Para uniformizacion de la temperatura del termómetro se tuvo que agitar el aceite cuidadosamente, para obtener los datos adecuados y no registre mucho margen de error.

Con la ecuación empírica los resultados obtenidos tienen un margen de diferencia con respecto a lo obtenido en el experimento realizado en el laboratorio. Tanto para el de grado I, así como para el de grado II

El porcentaje de la no linealidad es negativo (-0.39) La sensibilidad es 0.3823 /°C. La histérisis máxima es de 3.8%

VIII. BIBLIOGRAFIA: