ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE INSTRUMENTACION INDUSTRIAL

DETECTOR TERMO RESISTIVO (RTD)

INTEGRANTES:

Luis Pulla

Edwin Quisaguano

Richard Daquilema

Dennys Daquilema

Alicia Sani

Javier Toapanta

SEMESTRE: Séptimo

PROF: Ing. Jorge Lema

FECHA: 25-04-2012

Práctica N° 1

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 1

1. TEMA: Detector Termo Resistivo (RTD)

2. RESUMEN:

En el presente informe se muestra los resultados de la experimentación de un RTD con el fin de encontrar su curva característica, para lo cual fue necesario conectar el RTD a un instrumento que mostrara sus valores tanto de temperatura como el valor de su resistencia. Al no poder visualizar las dos variables físicas fue necesario acoplar una termocupla tipo K para nuestro ensayo el mismo que nos serviría para registrar los valores de temperatura durante la experimentación. Posteriormente se tabularon los datos obtenidos de temperatura y resistencia con lo cual se hizo posible la comprobación de la curva característica del detector termo resistivo. Finalmente se pudo visualizar que la resistencia del RTD varía conforme varía la temperatura pero en una forma más suave es decir grandes incrementos de temperatura producen pequeños cambios en el valor de resistencia, concluyendo que la resistencia de los RTD es una resistencia termosensible con lo cual permite una variación haciendo posible la transformación de una señal analógica(temperatura) a una señal digital(pulsos de voltaje).

3. OBJETIVO:

3.1 Determinar experimentalmente la curva característica de un RTD.3.2 Adquirir habilidad en la utilización de instrumentos medidores de temperatura

4. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

4.1 Hacer uso del respectivo manual para manipular el instrumento.4.2 Usar los instrumentos para medir temperatura y resistencia de una manera adecuada.4.3 Conocer la conexión de un RTD de tres hilos

5. MATERIALES Y EQUIPO:

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 2

1. RTD Pt 1002. Termómetro Digi-Sense (Termocupla tipo K)3. Fuente de calor (Fosforera)

4. Cámara Fotográfica5. Computador portátil6. Calibrador de temperatura FLUKE 724

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 3

6. GRÁFICAS

7. MARCO TEORICO:

El RTD al tratarse de un sensor es muy importante empezar comprendiendo ciertos términos que nos ayudará a un mejor entendimiento de dicho instrumento

6.1 Sensor.- Un sensor es aquel instrumento que convierte una variable física cualquiera que sea esta, tales como temperatura, nivel, caudal, etc. en otra señal compatible con el sistema o control.

6.2 El RTD usado en el siguiente laboratorio es un sensor termo resistivo Pt-100 de 3 hilos, el cual es un metal (platino) que su funcionamiento se basa en que al aumentar la temperatura incrementa la resistencia eléctrica del elemento y curva característica es casi lineal.

6.3 Características de un RTD

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 4

6.4 El circuito de conexión de un RTD de 3 hilos es el siguiente:

Este tipo de conexión elimina la resistencia interna de los conductores provocada por la longitud de los mismos y temperatura generada, ya que estos generan un error de medición; para ello se requiere que la resistencia interna sea igual en los dos conductores (L1 y L3), ya que utilizan un puente de Wheatstone y la tensión puede ser acondicionada para llevar a cabo la medición, corrigiendo de esta manera los errores provocados debido a longitud y temperatura.

6.5 El termopar

El termopar es un sensor que se basa en el efecto Seebeek. Cuyo funcionamiento se basa en la unión de dos metales distintos, los mismos que al ser sometidos a una elevación de temperatura, generan un valor de voltaje. Este efecto se basa en dos fenómenos termoeléctricos:

6.5.1 Es el resultado del contacto entre dos metales disímiles y la temperatura de dicha unión, llamado “Efecto Peltier” debido a la difusión de electrones desde el conductor con mayor densidad electrónica al de menor densidad.

6.5.2 Es debido a los gradientes de temperatura a lo largo de los conductores en el circuito, llamado “Efecto Thompson” y es debido al flujo de calor entre los extremos de los conductores, que es transportado por los electrones, induciendo entonces una f.e.m. ( fuerza electro motriz ) entre los extremos de los mismos.

La termocupla que se utilizo fue de tipo K cuyo material es (positivo Ni-Cr) y negativo (Ni-Al) Y su rango de temperatura es de -200 a 1250 °C. Al trabajar en bajas temperaturas pierde su linealidad, lo cual hace incómodo su uso en determinaciones de precisión.

Podemos decir que es de un tipo k observando en los colores de los alambres en este caso amarillo y rojo .

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 5

Calibrador de temperatura FLUKE 724

Este calibrador de temperatura Fluke 724 Temperature Calibrator es un instrumento manual, alimentado por baterías, que mide y suministra una variedad de termopares y RTD.

Terminales de entrada y salida

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 6

Teclas:

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 7

6.6 Utilización de termodetectores de resistencia (RTD)

El calibrador acepta los tipos de RTD incluidos en la tabla 6. Los RTD están caracterizados por su resistencia a 0 °C (32 °F), que se denomina “temperatura de fusión del hielo” o R0. El R0 más común es 100 Ω. El calibrador acepta entradas de medición con RTD mediante conexiones con dos, tres o cuatro conductores, siendo la conexión con tres conductores la más común. Una configuración de cuatro conductores proporciona la exactitud más alta, mientras que una de dos conductores proporciona la exactitud más baja para la medición. Para medir temperatura utilizando una entrada de RTD, proceda como sigue:

6.6.1 Si es necesario ,pulse para activar el modo MEASURE .

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 8

6.6.2 Pulse para presentar la pantalla RTD ,al continuar presionando esta tecla se podrá seleccionar el tipo de RTD que se va a utilizar .

6.6.3 Pulsar para seleccionar un tipo de conexión sea esta de 2,3 o 4 conductores.

6.6.4 Conectar el RTD a los terminales de entrada como se indica en la figura 11.

6.6.5 También se puede seleccionar la escala de temperatura deseada sea esta en Celcius o Farenheit

pulsando las teclas respectivas de o respectivamente.

Forma de conectar el sensor RTD de tres hilos :

7. PROCEDIMIENTO:

1. Verificamos que tengamos todos los instrumentos necesarios para la práctica, como el calibrador de RTD, una termocupla y una cámara fotográfica.

2. Seleccionamos el calibrador de RTD, y procedemos a seleccionar su función respectiva.3. Configuramos el modelo correcto de RTD, en nuestro caso un PT100 de 3 Hilos.4. Comprobamos que el dispositivo se encuentre correctamente conectado, de acuerdo con las

especificaciones de conexión presente en el manual de operaciones del instrumento.5. Se seleccionara la opción para que el instrumento nos muestre la temperatura a la que se encuentra el

extremo del RTD en función de la resistencia interna que esto implica6. Conectamos de manera adecuada la terpocupla que utilizaremos, en nuestro caso una Tipo K, a su

respectivo sensor para poder visualizar la temperatura que marca el instrumento.7. Sumergimos los dos extremos, tanto el de la termpocupla como del RTD en un vaso con agua para que

ambos sensores se encuentren a la misma temperatura y poder tener un dato de partida.8. Retiramos los dispositivos del agua y empezamos a aplicarle calor a los extremos.9. Para conseguir diferentes lecturas de temperatura se procederá a acercar una fuente de calor a las

terminales de los instrumentos.10. Fotografiamos los valores obtenidos al acercar la fuente de calor de tal manera que para un valor de

temperatura le corresponderá un valor de resistencia.11. Una vez obtenido suficientes datos apagamos la fuente de calor y desconectamos los instrumentos

ocupados.12. Procedemos a realizar el análisis de los datos obtenidos.

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 9

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS:

T(°c) R(19.2 107.7419.3 107.7516.7 107.28

36 111.2236.2 111.739.5 112.0940.1 112.6650.1 114.5678.2 120.6181.5 125.4492.4 125.68102 124.15

105.5 128.63113.2 125.81126.8 128.2177.2 127.39

9. RECOMENDACIONES: Es recomendable primero observar los manuales de los diferentes aparatos a utilizar en el laboratorio

para manejarlos correctamente. Hay que tomar muy en cuenta los rangos de los diferentes aparatos, para no dañarlos por sobrepasar

el límite de estos . Se debe tener precauciones de protección en el RTD para que no presente fugas de corriente y así no

presente errores en las lecturas. Manejar los aparatos con mucho cuidado para que no se caigan o se rompan. Las mediciones deben realizarse en un medio menos conductor de calor para que no se produzca auto

calentamiento en el RTD.

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 10

Resistencia (Ω)

Temperatura (°C)

R vs T

10. CONCLUSIONES La curva característica obtenida experimentalmente en el laboratorio es similar a la curva genérica que

predice el fenómeno que rige los RTD. la resistencia termo sensible es aquella que varía su valor de resistencia en respuesta a la variación de

temperatura La resistecia termosensible es el elemeto principal de los RTD La conexión de un RTD de tres hilos se la realiza con la conexión de un puente de Wheatstone.

11. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

φ http://www.google.com.ec/imgres?q=graficas+termopares&um=1&hl=es&tbm=isch&tbnid=QRyL8c5NNFox-M:&imgrefurl=http://lc.fie.umich.mx/~jfelix/Instr_sep05-feb06/AIB/Instru4.htm&docid=r5LQ4zQXa_MhlM&imgurl=http://lc.fie.umich.mx/~jfelix/Instr_sep05-feb06/AIB/Instru4_archivos/image015.jpg&w=547&h=699&ei=WY-QT7-WOsWv6AGvheGpBA&zoom=1&biw=1429&bih=653&iact=rc&dur=46&sig=114013867003348671540&page=1&tbnh=130&tbnw=102&start=0&ndsp=20&ved=1t:429,r:0,s:0,i:63&tx=43&ty=84

φ FLUKE 724 Manual de Usoφ Antonio Creus, Instrumentación industrial.pdfφ Juan Carlos Maraña, Instrumentación y Control de Procesos.pdfφ Alfonso Pérez García, Curso de Instrumentación.pdfφ Arian Control & Instrumentación .pdf

INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL Página 11