TRANSDUCTORES DE NIVEL Y CAUDAL

MODULO G30A

CARTILLA GUÍA ELECTRÓNICA VENETA & INEL SPA

Digitada por:

JOSÉ LEONEL AMORTEGUI MARTÍNEZ PEDRO GIOVANNY BURGOS BÁEZ

JESÚS FERNANDO CLAROS CAMARGO DIEGO EDISON PULIDO MARTÍNEZ

ALEJANDRO RODRÍGUEZ DÍAZ

Curso:

MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO E INSTRUMENTAL INDUSTRIAL 23981

Presentado a:

WILLIAM RAFAEL GÓMEZ MARTÍNEZ

CENTRO INDUSTRIAL DE MANTENIMIENTO Y MANUFACTURA SOGAMOSO. Abril De 2011.

NORMAS DE SEGURIDAD

Leer atentamente las advertencias contenidas en el presente manual, ya que proporcionan información Importante referente a la seguridad durante la instalación, el uso y el mantenimiento del módulo. Conservar el presente manual para cualquier consulta adicional. DESEMBALAJE Tras haber quitado el embalaje, poner a un lado todos los accesorios de modo que no se pierdan y cerciorarse de la integridad del módulo, en particular, que el mismo este integro y que no presente daños visibles. Antes de llevar a cabo la alimentación del módulo, cerciorarse de que los cables estén conectados debidamente con la unidad de alimentación Los cables de alimentación deberán colocarse de manera tal como para que no puedan ser pisados o aplastados por objetos. El módulo presenta hendiduras y aperturas para la ventilación, al objeto de garantizar un funcionamiento fiable del mismo y protegerlo contra el recalentamiento; las referidas hendiduras y aperturas no deberán obturarse ni cubrirse El modulo deberá situarse en una posición que permita su aireación. No colocar jamás de módulo sobre carretillas, sopones, trípodes, abrazaderas o mesas inestables, ya que podría caerse al sudo y causar lesiones a las personas o dañarse. Cualquier operación de instalación del modulo deberá gustarse a las instrucciones del fabricante y deberá realizarse utilizando los accesorios aconsejados. Este módulo deberá destinarse sólo para el uso para el cual ha sido manifiestamente concebido, es decir, como sistema didáctico, y deberá utilizarse bajo d directo control por parte de personal experto Cualquier otro uso deberá considerarse impropio y por lo tamo peligroso.

PRECAUCIONES Al objeto de amparar la seguridad y la incolumidad del operador, así como el funcionamiento del módulo, el uso de aparatos eléctricos contempla el cumplimiento de algunas reglas fundamentales; en particular, deberán respetarse las normas de uso siguientes: Temperatura ambiente entre 0o C y 45° C Humedad relativa entre 20% y 80% Así como deberá evitarse cualquier cambio rápido de temperatura y humedad. En caso de avería y/o mal funcionamiento, apagar inmediatamente el equipo y no efectuar descomposturas. Para llevar a cabo Una eventual reparación, dirigirse al centro de asistencia técnica o pedir exclusivamente piezas de repuesto originales. El incumplimiento de lo anterior podrá perjudicar la seguridad del equipo mismo. Si penetraran objetos o líquidos en el interior del módulo, desconectar el cable de alimentación y pedir el control por parte de personal cualificado antes de utilizarlo nuevamente. LIMPIEZA DEL SISTEMA Utilizar un paño suave y seco para la limpieza del armazón y del panel sinóptico. Jamás utilizar insecticidas, productos químicos o disolventes. VIBRACIONES E IMPACTOS Prestar atención a no causar vibraciones o impactos.

INDICE

Capítulo 1 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Capítulo 2 MEDICIÓN DE NIVELES Y DE PRESIONES. SALIDA ANALÓGICA Capítulo 3 MEDICIÓN DE NIVELES ON/OFF Capítulo 4 MEDICIÓN DIGITAL DE NIVELES. SALIDA HACIA EL DISPLAY DE 7 SEGMENTOS Capítulo 5 MEDICIÓN DIGITAL DE NIVELES. SALIDA DE TIPO DIGITAL DE 8 BIT. Capítulo 6 MEDICIÓN DIGITAL DE CAUDALES. SALIDA DE TIPO NUMÉRICO-DECIMAL. Capítulo 7 MEDICIÓN ANALÓGICA DE CAUDALES. Capítulo 8 MEDICIÓN DE VOLÚMENES. Capítulo 9 DESCRIPCIÓN ELÉCTRICA DE LOS CIRCUITOS. Capítulo 10 CALIBRACIONES. Capítulo 11 CARACTERÍSTICAS DE LOS TRANSDUCTORES. Capítulo 12 HOJAS DE DATOS DE LOS COMPONENTES ELECTRÓNICOS.

I

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

Conjuntamente con la unidad TY30A/EV, el módulo G30A constituye un equipo didáctico con el que se podrán analizar las técnicas de transducción de magnitudes físicas tales como el CAUDAL y el NIVEL. En dicho módulo G30A se halla toda la parte electrónica de condicionamiento, de control y de visualización de las magnitudes físicas que se analizan; en cambio, la unidad TY30A/EV sirve para generarlas. La unidad TY30A/EV consta también de dos detectores (uno de nivel y otro de caudal). El módulo se subdivide en 8 partes, cada una de las cuales desempeña una función diferente de las demás. Cada bloque está representado por un esquema eléctrico y se delimita dentro de una línea de trazos. En el lado derecho del módulo se hallan dos zonas destinadas a la conexión con la unidad TY30A/EV y con el ordenador externo. A la derecha, en el ángulo superior, se encuentran los bornes de alimentación del módulo; hacen falta dos tensiones de 12 Vcc – 0,5 A, una de 5 Vcc – 1A para la parte lógica y la interfaz del módulo con el ordenador y, por último, una tensión de +12 Vcc – 1,5 A para alimentar la bomba de la unidad TY30A/EV. La conexión entre el módulo y la unidad se efectúa a través de dos bornes, uno rojo y otro negro, y una toma de 8 polos de tipo Din: los bornes y la toma pueden verse en un costado de la unidad TY30A/EV y en la parte derecha del módulo. Con estos bornes se alimenta la bomba que hace pasar el agua del tanque inferior al superior; mientras que a través de la toma Din llegan al módulo las señales de los transductores. En la figura 1.1 se halla ilustrado el tablero sinóptico serigrafiado del módulo, y en la Figura 1.2 la unidad TY30A/EV.

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D

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C

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2. MEDICION DE NIVELES Y PRESIONES

(Salida Analógica) Para medir niveles o presiones se utiliza el detector de presión situado en el soporte de la columna vertical de la unidad TY30A/EV. 2.1 Definición de una magnitud analógica Un bucle de medición analógico permite generar una tensión continua que evoluciona en función del nivel del agua de la columna; resultará, pues, que a cada nivel de la columna le corresponde un solo valor de tensión de salida. Dícese entonces que hay una analogía entre el nivel y la magnitud que lo representa (en nuestro caso, la tensión de salida del bucle de medición). Podrá afirmarse, así, que una magnitud o una información es de tipo analógico cuando varíe de modo continuo, o cuando, por su naturaleza, no presente ninguna discontinuidad. Esto implica que una magnitud analógica (en nuestro caso, el nivel de agua de la columna) puede adquirir un número infinito de valores. 2.2 El Detector De Presión En condiciones estáticas el nivel de un líquido resulta vinculado a la presión según una ley de proporcionalidad. Definiendo con "L" el nivel (es decir la altura) del liquido en un tanque, la presión que se ejerce en el fondo del mismo estará dada por: p = L.g.Ms en donde:

p = presión (en Pa = Pascal = N* m-2 = 10-2 bar) L = nivel (en m)

g = aceleración de la gravedad (𝑔 = − 9,81 𝑚 ∗ 𝑠𝑔2)

Ms = masa específica del líquido (𝑘𝑔 ∗ 𝑚−3). De todo esto se infiere que para poder medir el nivel es suficiente medir una presión.

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N

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C

E

Entre los diferentes transductores de presión disponibles actualmente los de "STRAIN GAUGE" (o transductores extensométricos) se halla entre los más importantes. El funcionamiento de dichos transductores se basa en la piezorresistividad (es decir, la propiedad de parte de algunos materiales de cambiar la propia resistencia en función de la deformación a la que están sometidos). En un diafragma de silicio se montan cuatro resistencias que se conectan en puente de Wheatstone (véase la fig. 2.1). A continuación se suelda dicho diafragma a un soporte de vidrio anular.

fig. 2.1 Luego, se alimenta el puente conectando con una de las diagonales un generador de tensión constante; mientras de la otra diagonal se extrae una tensión variable y proporcional a la presión ejercida sobre el diafragma. En el capítulo 11 se explicarán las características del transductor empleado, mientras que en la fig. 2.2 se halla ilustrada su estructura.

fig. 2.2

En nuestro sistema el detector aprovecha la presión ejercida por el agua de la columna para provocar una deformación elemental de los extensímetros (incorporados en dicho detector). Los extensímetros son resistencias cuyo valor depende de las deformaciones a que los mismos están sometidos. En el detector empleado, las resistencias están conectadas en puente de Wheatstone, por lo que la tensión de salida VO varía proporcionalmente a la presión. El intervalo de funcionamiento ("pressure range") del detector adoptado en nuestro sistema está comprendido entre 0 y 0,07 bar. Por lo tanto, la variación dinámica de la tensión de salida del circuito anterior es de 42 mV (valor que constituye el "F.S.O. – Full Scale Output", es decir el valor de escala de la tensión da salida) cuando la tensión de alimentación V vale 10 V. Este dispositivo se halla disponible en el mercado como detector diferencial o, en nuestro caso, como detector de presión absoluta. En el módulo G30A la conexión entre el detector de nivel y su condicionador de señal se realiza con un cable que se enchufa en las tomas Din (de 8 pin) marcadas con la palabra "TRANSDUCERS". 2.3 El condicionador de señal NIVEL-PRESION 2.3.1 Esquema de bloques

Obsérvese la figura 2.3. La señal suministrada por el transductor de nivel se aplica en los bornes (1), (2), (3) y (4) del circuito del condicionador de señal a través del cable provisto de conectores Din; mientras que la señal de salida se halla disponible en el borne (6). Este dispositivo consta de tres circuitos fundamentales, que son:

Un circuito regulador de tensión (Z1, R1, R2, R3, RV5 y C2) que suministra al detector de presión una tensión de alimentación rigurosamente constante; esto, para tener una información fiel del detector.

El circuito integrado Z1 es un circuito de tensión de referencia cuya función es la de hacer que la tensión de su entrada REF sea 2.5 V.

Un amplificador diferencial (IC1, R4, R5, R6 y R7). Este circuito permite obtener en el punto (5) – y con referencia a la masa (2) – una forma de onda amplificada de la tensión "oscilante" suministrada entre los puntos (3) y (4) por el detector.

Un amplificador (IC2, R8, R9, R10, R11, R12, RV2, RV3, RV4 y C1). Este

último circuito permite generar una tensión de "offset" (o de desviación) en el punto (5) de modo que la tensión del punto 6 sea nula cuando el nivel de agua de la columna corresponda al valor cero de la escala de medida. Sirve también para regular el coeficiente de proporcionalidad entre el nivel (o la presión) y la tensión de salida disponible en el punto 6 a fin de que, por ejemplo, el valor de 8 V coincida con el nivel de 500 mm. Este factor de escala varía según la tensión del punto (6); la cual puede indicar, según la selección efectuada con el interruptor I1, un nivel o bien una presión.

fig. 2.3

2.3.2 Medición del NIVEL – Medición de la PRESION En este párrafo preliminar se explicarán las dos funciones (NIVEL-PRESION) desempeñadas por el condicionador de señal al accionar el interruptor 11. Sin embargo, dado que la diferencia entre ambas opciones es mínima, nos limitaremos a continuación a examinar solamente la opción "NIVEL", dado que esta magnitud puede medirse directamente en la escala de la columna de agua. 2.4 MAGNITUDES CARACTERISTICAS DEL TRANSDUCTOR En este párrafo definiremos las principales magnitudes que caracterizan un transductor. Las definiciones son de carácter general, no refiriéndose específicamente al detector utilizado. 2.4.1 Característica de transferencia "Nivel - Tensión"

Indicando con "L" el nivel de agua de la columna y con "V6" la tensión medida en el punto (6), la característica que se obtendrá estará dada por la función V6 = f(L). Esta fórmula permite representar en un mismo diagrama el funcionamiento del detector y del condicionador de señal al que está conectado, pudiéndose, de esta forma, evaluar las características principales de todo el conjunto de medición. 2.4.2 Linealidad

V6M = Valor máximo de V6 = FS0 = valor de escala LM = Nivel máximo. La primera característica que hay que determinar en un sistema de medición analógico es su linealidad. Esta propiedad se expresa, en nuestro caso, con V6 = K L, en donde K es una constante (por lo que la característica será una recta). La linealidad efectiva se define calculando la variación porcentual o relativa, es decir: L(%) = EM / V6M (V6M = FSO). Para definir y calcular la linealidad véase la figura 2.4

fig. 2.4 2.4.3 Sensibilidad

La sensibilidad se calcula con la relación S = V6/L y se expresa en voltios por metro (V/m). En el sector industrial los valores de la variable de salida están comprendidos entre 0 y 10V, para una intensidad de corriente de 0 hasta 20 mA. Se garantiza con estos valores la adaptación de la información de medida al ambiente industrial. Una tensión de algunas mV ya es muy sensible a los disturbios radioeléctricos, razón por la cual será preciso amplificarla localmente antes de "transportarla". 2.4.4 Histéresis

Según el diccionario, la histéresis es el retraso de un fenómeno físico respecto a otro. Para un valor de nivel L bien definido la histéresis se determina observando la diferencia existente en la tensión V6, según que se llegue a dicho nivel con valores crecientes o con valores decrecientes. Este fenómeno se observa sobre todo en los detectores que aprovechan fuertes desplazamientos mecánicos; en el caso de nuestro detector el valor de histéresis es pequeño.

2.5 Experiencias 2.5.1 Observación

En todas las experiencias que se llevarán a cabo habrá que realizar las conexiones siguientes: La conexión entre los detectores de la unidad TY30A/EV y el módulo G30A,

utilizando el cable con conector Din.

La conexión entre el motor de la bomba y el módulo G30A (bornes rojos y negros).

La conexión entre los bornes de alimentación del módulo y la fuente. 2.5.2 Trazar la curva característica del transductor - condicionador de señal de nivel

Situar los interruptores I1, I3 e I4 respectivamente en la posición "LEVEL", "FREQUENCY" y "ON".

Conectar el borne 6 con el 7 y el 8 con el 14.

Verificar si está encendido el led correspondiente a la señal que se esté midiendo.

Cerrar la válvula de descarga (Nº1) y abrir la válvula intercalada entre la bomba y el medidor de caudal.

Llevar el nivel del líquido por encima de los 500 mm; luego, poner el interruptor 14 en la posición "OFF" y cerrar la válvula Nº2.

Abrir a la mitad la válvula de descarga (Nº1) para que el nivel del líquido descienda lentamente.

Transcribir en una tabla los valores indicados por los display (dispositivos de presentación) para cada variación de 50 mm del valor indicado en la escala graduada del tanque vertical.

Trazar en un gráfico de coordenadas la curva característica del transductor - condicionador de señal de nivel.

N.B. Los datos que se acaban de obtener se refieren a

mediciones con niveles decrecientes. Para poder medir el valor de histéresis repítanse les mediciones para niveles crecientes.

Repetir las mediciones anteriores considerando ahora niveles de líquido

crecientes a partir del valor correspondiente al tanque vacío. Para facilitar la medición se puede disminuir el caudal de la bomba regulando la válvula Nº2.

Trasladar los resultados de las mediciones a una tabla como la ilustrada anteriormente y trazar una nueva curva.

2.5.3 Medir la linealidad del conjunto detector - condicionador de señal de nivel

Utilizando los datos obtenidos en la prueba anterior y una de las curvas trazadas, calcular la linealidad del detector-transductor siguiendo las instrucciones siguientes:

Trazar la recta que une el primer punto con el último de la característica.

Trazar una recta paralela a la anterior sobreponiéndola a todos los puntos obtenidos y situándola a la mínima distancia posible respecto a la primera.

Por último, trazar una tercera recta paralela a las dos precedentes, que se halla por debajo de todos los puntos vistos, y que esté situada a la mínima distancia posible de la primera.

Para dichas operaciones véase la figura 2.4. 2.5.4 Calcular la histéresis del detector de nivel

Trasladar a un único gráfico las dos series de medidas obtenidas en el ejercicio 2.5.2 (una correspondiente a niveles crecientes y otra a niveles decrecientes).

Trazar una curva que una todos los puntos correspondientes a los valores decrecientes y otra curva para los correspondientes a los valores crecientes.

Calcular la máxima distancia entre las curvas que se acaban de trazar.

Siendo Dmáx la distancia calculada en el paso precedente, podrá determinarse la histéresis por medio de la fórmula:

Histéresis = Dmáx

III

MEDICION DE NIVELES ON/OFF

3.1 Definición de una magnitud Lógica. Una magnitud lógica es una magnitud que puede adquirir dos estados diferentes, denominados generalmente: “1” ó “0” Verdadero o Falso ("True or False") Alto o Bajo ("High or Low").

Cotejemos una magnitud lógica con una analógica. En el caso de que se trata (véase la figura 3.1) puede decirse que el estado del diodo TH depende del nivel L del agua de la columna. Dicha dependencia puede representarse con la característica de transferencia "Estado del diodo TH / Nivel del agua de la columna". Con esta característica de trasferencia se pone de relieve el carácter específico de la información lógica (TH), es decir su discontinuidad, mientras que la peculiaridad de una magnitud analógica es que puede representar solamente variaciones continuas. Así, según el estado en que se encuentre, la variable YH nos permitirá determinar de modo exclusivo si L > LD, o si L < LD. De esto se desprende que TH es una variable binaria (o lógica, o discreta). Naturalmente, no hay fines idénticos entre la representación de un nivel por una magnitud analógica y la representación por una magnitud lógica. Sin embargo, si se las compara, podrá afirmarse que la información digital, a diferencia de la analógica, no es afectada por ninguna desviación (térmica por ejemplo) en el tiempo. De ello se deduce que la información lógica es muy confiable.

I

N

D

I

C

E

A continuación podremos comprobar que una información digital mantiene su confiabilidad, aunque se la enriquezca multiplicando el número de las variables lógicas empleadas. Así, efectuar una conversión analógico/lógica equivale a crear una variable que cambie de estado "instantáneamente" cuando pase por un cierto valor de una variable que cambie de modo continuo. Dicha función la realiza el denominado detector de umbral. 3.2 Detector de "umbral" 3.2.1 Característica de transferencia sin histéresis

Obsérvese el esquema de la fig. 3.1 correspondiente al bloque THRESHOLD DETECTOR del módulo G30A cuando 12 está abierto (Ioff).

fig. 3.1 En este esquema, IC1 cumple la función de memoria tampón ("buffer") impidiendo que se carguen los circuitos conectados antes, mientras que el circuito IC2 actúa como un comparador que coteja la señal presente en la entrada no inversora del amplificador operacional (semejante a la del borne 10) con la de la entrada inversora generada a través del potenciómetro P1. Cuando la tensión de la entrada no inversora es mayor que la de la entrada inversora, la salida de IC2 se pone en la condición de saturación positiva, haciendo que el transistor T1 conduzca y que se encienda el diodo TH.

La función de salida que se visualiza examinando el estado del led TH se define entonces del modo siguiente: TH = f(V10, V11). En donde: TH = estado del diodo LED TH; V10 = tensión de entrada del detector de umbral; V11 = tensión de umbral (parámetro fijo en la determinación de la característica

de transferencia). La evolución de esta característica es la ilustrada en la figura 3.2.

fig. 3.2 El umbral V11 se fija mediante el potenciómetro P1 y puede regularse dentro del intervalo de medidas siguientes: 0 V < V11 < 8 V. Ya que se dispone de un único umbral (el mismo para el frente de subida que para el de caída de la función de salida), es posible que surjan algunos inconvenientes. Por ejemplo, supongamos que la tensión del borne 10 aumente en el tiempo y examinemos el cambio de estado de TH cuando está aplicada una tensión V10 "espuria"; se observará el fenómeno ilustrado en la figura 3.3. En el módulo G30A, la tensión del borne 10 podrá variarse en función de las oscilaciones del nivel del agua en la columna. Así, cuando el nivel suba, al superar el umbral detectado la conmutación de estado (TH) del diodo será inestable (como puede verse en el esquema precedente). Para obtener una conmutación neta de estado (TH) habrá que introducir una cierta histéresis en el detector.

fig. 3.3

3.2.2 Característica de transferencia con histéresis

En este caso, el umbral de conmutación es diferente según que se llegue a él con valores crecientes o valores decrecientes. Obsérvese la figura 3.4

fig. 3.4

Este esquema eléctrico representa el bloque THRESHOLD DETECTOR del módulo G30A, cuando el interruptor I2 está situado en la posición ON. Con el trimer RV1 es posible regular la amplitud de intervalo VH-VL, hasta un valor máximo de 1V aproximadamente. De hecho, observando la figura 3.4 resulta de que:

𝑉𝑕 = 𝑉𝑟𝑒𝑓 ∗𝑅1 + 𝑅3 + 𝑅𝑉1

𝑅3 + 𝑅𝑉1+ 𝑉 − 𝑜𝑢𝑡 ∗

𝑅1

𝑅3 + 𝑅𝑉1

𝑉𝐿 = 𝑉𝑟𝑒𝑓 ∗𝑅1 + 𝑅3 + 𝑅𝑉1

𝑅3 + 𝑅𝑉1+ 𝑉 + 𝑜𝑢𝑡 ∗

𝑅1

𝑅3 + 𝑅𝑉1

en donde: V-out: tensión de salida negativa del comparador; V+out: tensión de salida positiva del comparador; Vref : tensión de la entrada inversora de IC2. La figura 3.5 muestra la característica del comparador can histéresis.

Fig. 3.5

El gráfico precedente indica que la condición para que TH conmute de "0" a "1" está dada por V10 > VH; mientras que la condición de conmutación de "1" a "0" corresponde a V10 < VL. 3.3 Experiencias 3.3.1 Determinar la característica del detector de umbral

Realizar el circuito ilustrado en la figura 3.6.

Situar I2 en la posición "OFF" (se desactiva así la histéresis).

Por medio del potenciómetro P1 aplicar una señal de 4 V en el borne 11 (y,

por lo tanto, a la entrada inversora del comparador).

Aplicar en la entrada del circuito (borne 10) una tensión continua proveniente de una fuente exterior, y variable de 0 hasta 8 V.

Partiendo del valor de 0 V aumentar la tensión del punto 10 hasta que se

encienda el LED 1H.

Medir la tensión del punto 10.

Fijar el valor de la tensión exterior en 8 V.

Disminuir la tensión aplicada en el punto 10 hasta que se apague el LED TH.

Medir la tensión aplicada en el punto 10.

Verificar la diferencia de tensión que existe entre el punto en el que el LED

TH se enciende y el punto en el que se apaga.

FUENTE DE ALIMENTACION EXTERNA CON

TENSION DE SALIDA VARIABLE ENTRE

0 Y 8 Vcc

10

DETECTOR DE UMBRAL

Fig. 3.6

3.3.2 Determinar la característica del detector de umbral por medio del

osciloscopio Utilizar el circuito ilustrado en la figura 3.6 reemplazando la fuente de

alimentación por un generador de señales.

Situar I2 en la posición "OFF" (así se desactiva la histéresis).

Usando el potenciómetro P1 aplicar una señal de 4 V en el borne 11 (y, por lo tanto, a la entrada inversora del comparador).

Usando un generador de señales exterior aplicar en la entrada del circuito (borne 10) una tensión sinusoidal con una amplitud comprendida entre 0 p 8 V y una frecuencia de 10 Hz.

Programar el osciloscopio en el modo de funcionamiento XY.

Conectar la sonda del canal X con el generador de señales sinusoidales.

Conectar la sonda del canal Y con la salida del comparador (borne 12).

Observar la característica del detector de umbral, prestando particular atención a los niveles en que se verifican las conmutaciones.

SI LA FORMA DE ONDA VISUALIZADA EN EL OSCILOSCOPIO LLEGA A PRESENTAR UNA LIGERA HISTERESIS, SE DEBERÁ A LA EXISTENCIA DE ELEMENTOS PARÁSITOS Y A QUE EL COMPARADOR NO SE COMPORTA DE MODO IDEAL 3.3.3 Determinar la característica del detector de umbral con histéresis

Realizar el circuito ilustrado en la figura 3.7.

Situar I2 en la posición "ON" (presencia de histéresis).

Usando el potenciómetro P1 aplicar una señal de 4 V en el borne 11 (y, por lo tanto, a la entrada inversora del comparador).

Usando un generador de señales exterior aplicar en la entrada del circuito (borne 10) una tensión sinusoidal con una amplitud comprendida entre 0 y 8 V y una frecuencia de 10 Hz.

Programar el osciloscopio en modo de funcionamiento XY.

Conectar la sonda del canal X con el generador de señales sinusoidales.

Conectar la sonda del canal Y con la salida del comparador (borne 12).

GENERADOR DE SEÑALES

SINUSOIDALES

10

DETECTOR DE UMBRAL

Fig. 3.7 Variar la amplitud de la histéresis con el trimer RV1, al que se accede a

través del orificio indicado con HYSTERESIS.

Observar la característica del detector de umbral" con histéresis, poniendo particular atención en los niveles correspondientes a las conmutaciones en función del trimer RV1.

Verificar si los datos teóricos vistos en el párrafo 3.2 corresponden a los experimentales.

3.3.4 Detectar un nivel con un único umbral

Realizar el circuito de la figura 3.8.

Partiendo del mínimo valor de nivel, llevar I1, 12 e I4 respectivamente a las

posiciones "LEVEL", "OFF" y "ON"; luego, cerrar el tanque vertical.

Disminuir el caudal que atraviesa la válvula intercalada en serie entre la bomba y el tanque para obtener una medida más precisa.

Medir el nivel para el que el led TH se enciende.

Cuando el nivel es de 500 mm, llevar el interruptor I4 a la posición "OFF".

Abrir ligeramente la válvula de descarga del tanque vertical para hacer que el nivel de este último disminuya lentamente.

Medir el nivel para el que el led TH se apaga.

Comparar los dos niveles a los en que el LED TH conmuta; esto, con valores crecientes y decrecientes.

Fig. 3.8

3.3.4 Detectar un nivel con histéresis

Realizar el circuito de la figura 3.8.

Girar completamente en el sentido de las agujas del reloj el trimer RV1

(a través del orificio presente en el módulo) para que la amplitud de la histéresis sea mínima.

Partiendo del nivel mínimo llevar 11, I2 e 14 respectivamente a las posiciones "LEVEL", "ON" y "ON"; luego, cerrar la válvula de descarga del tanque vertical.

Para obtener una medida más precisa, disminúyase el caudal que atraviesa la válvula intercalada en serie entre la bomba y el tanque.

Medir el nivel para el que el led TH se enciende.

Cuando el nivel es de 500 mm, llevar el interruptor I4 a la posición "OFF".

Abrir ligeramente la válvula de descarga del tanque vertical para hacer que el nivel de este último disminuya lentamente.

Medir el nivel para el que el led TH se apaga.

Comparar los dos niveles a los en que el LED TH conmuta; esto, con valores crecientes y decrecientes.

Verificar si los dos niveles son iguales y si los resultados obtenidos con este sistema corresponden a los del ejercicio anterior.

Girar completamente en el sentido opuesto al de las agujas del reloj el trimer RV1 para hacer que la amplitud de la histéresis sea máxima.

Repetir las mediciones efectuadas anteriormente.

4. MEDICION DIGITAL DE NIVELES

(Salida Hacia El Display De Siete Segmentos) 4.1 Esquema de bloques Para esta medición obsérvese el esquema de la figura 4.1

figura 4.1

I

N

D

I

C

E

4.2 Convertidor tensión/frecuencia La función principal en este tipo de medición es la que cumple el convertidor tensión/frecuencia. La función analizada en el capítulo 2 "MEDICION DE NIVELES Y PRESIONES'' proporcionaba una información analógica del nivel en la forma de una tensión continua (comprendida entre 0 V y 8 V), y se obtenía V6 = S*L, en donde S-16 V/m (véase el párrafo 2.6.4) era la constante de proporcionalidad que vinculaba el nivel L a la tensión de salida V6. Ahora, habrá que realizar la misma función (la de obtener una magnitud de salida que dependa del nivel de líquido de la-columna), pero la forma re la variable de salida es diferente dado que se pretende obtener un resultado digital en el formato BCD ("Binary Code Decimal") para poder visualizarla en los display de siete segmentos que forman parte del equipo G30A. La visualización en los display se realiza computando los impulsos presentes en el borne 14 y a través de un circuito de decodificación de los impulsos computados y de control de los display. La lógica de funcionamiento del bloque "BCD COUNTER & DECODER DRIVER" es 1= siguiente: se cuentan los impulsos de entrada durante un cierto período generado por la base de tiempos ("Time Base");'luego, se generan una señal de memorización (en un registro) del contenido del contador y una señal de reposición ("reset") de los contadores para que comience otro cómputo a partir de cero. El contenido del registro es decodificado :;r la lógica BCD con codificación de "siete segmentos"'. Los display se controlan con los datos de salida del decodificador. Para poder visualizar una magnitud proporcional al nivel de agua de la columna la frecuencia aplicada en la entrada del bloque contador deberá ser proporcional al mismo nivel. La interfaz entre el bloque "LEVEL-PRESSURE SICNAI; CONDITIONER" (cuya salida es analógica) y el bloque de recuento y visualización (que requiere una señal de entrada digital) debe estar constituida por un convertidor tensión/frecuencia. En el borne (8) - salida del bloque V/F CONVERTER - se halla presente una señal rectangular' cuya magnitud característica es la frecuencia a la que, de aquí en adelante, denominaremos f8.

En el caso de un convertidor ideal la frecuencia f8 está vinculada a la tensión V7 (entrada del convertidor tensión/frecuencia) mediante la ley siguiente:

f8 = KV/F-V7;

En la que f8 se expresa en Hz, V7 en voltios y K = V-1*S-1 4.3 Selección de la sensibilidad del convertidor tensión/frecuencia El conjunto detector de nivel-convertidor de señal suministra el dato siguiente (véase el. párrafo 2.6.4)

V6 =.KL*L; (1)

Con: KL = 16-10-3 V-mm-1; L = nivel de la columna de agua en mm; V6 = tensión de salida en el punto (6) expresada en V. El frecuencímetro visto en el párrafo 4.2 da:

INDDIS = tm-f14 (2) En donde: INDDIS = indicación de los display decimales; tm = período de' la base de tiempos = 1,7 s; f14- = frecuencia-de las señales digitales en el punto (14). El convertidor tensión/frecuencia dará:

f8 = KV/F-V7; (3)

Además, con las conexiones (6) - (7) y (8) - (14), en el módulo se podrá obtener:

V6 = V7; (4)

f8 = f14; (5)

Dado que lo que nos interesaos la relación INDDIS = f(L)» las fórmulas de (1) hásta (5) nos llevan al resultado siguiente: INDDIS = tm-KV/F'KL-L El objetivo es el de obtener una relación de tipo INDDIS=L para poder leer directamente en los display la indicación digital del nivel de agua de la columna. Por lo tanto será necesario que “tm-Kv/F * KL" sea igual a 1, es decir que: .

KV/F = 1/(tm-KL) = 1/ (1,7 * 16 * 10 - 3) mm/ (S * V)

KV/F = 36,76 Hz * mm/V 4.4 Experiencias 4.4.1 Trazado de la característica del convertidor tensión/frecuencia En esta prueba hay que disponer de un voltímetro y de un frequencímetro. Para analizar la evolución de la forma de onda de la tensión de salida es posible utilizar un osciloscopio. Realizar el esquema de la figura 4.2.

Intercalar entre el borne 11 y el de masa un voltímetro programado para medir tensiones continuas.

Intercalar un frecuencímetro entre el borne 8 y el de masa.

Regular el potenciómetro P1 para poder obtener una tensión de 0,5 V en el borne 11.

Medir la frecuencia de salida del convertidor V/F con el frecuencímetro.

Transcribir en la tabla 4.-1 el valor de frecuencia medido.

Aplicar en el borne 7 todos los valores de tensión-indicados en la tabla 4.1 y, para cada uno de ellos, transcribir los correspondientes valores de frecuencia medidos.

Trasladar a un gráfico como el ilustrado en la figura 4.3 todas las medidas

obtenidas anteriormente.

Trazar la recta que más se aproxime a todos -los puntos: ésta constituye la denominada recta óptima del transductor.

Luego, trazar dos rectas' paralelas a la anterior que contengan todos los

puntos del diagrama. Calcular la linealidad del transductor como se explica en el' párrafo 2.6.2.1.

ig. 4.2

TENSIÓN DE ENTRADA FRECUENCIA DE SALIDA

0,5 V

1,0 V

1,5 V

2,0 V

2,5 V

3,0 V

3,5 V

4,0 V

4,5 V

5,0 V

5,5 V

6,0 V

6,5 V

7,0 V

7,5 V

8,0 V

Tabla 4.1

4.4.2 Característica del transductor de nivel con salida hacia los display de siete segmentos Condiciones para llevar a cabo la experiencia: Interruptor 11 en la posición "NIVEL";

Interruptor 13 en la posición "FRECUENCIA";

Válvula de descarga del tanque vertical cerrada;

Válvula conectada en serie a la bomba abierta.

En esta experiencia el nivel L se mide en mm en la escala de la columna de agua y la indicación numérica decimal INDDIS se visualiza en los display. La detección puede efectuarse con valores de nivel decrecientes después de que la columna de agua se llena. Montar los puentes como se indica en la figura 4.4.

Llevar el interruptor I4 a la posición "ON" hasta que el nivel del agua de la* columna supere los 500 mm.

Cerrar la válvula conectada en serie a la bomba.

Fijar el nivel en 500, mm abriendo ligeramente la válvula de descarga del

tanque vertical.

Transcribir en' la tabla 4.2 el valor visualizado en los display.

Hacer que el nivel del líquido alcance todos los valores indicados en la tabla 4.2 y, para cada uno de estos valores, apuntar el de la frecuencia del borne 8.

Trasladar a un diagrama come el de la figura 4.5 todos los valores que se

acaban de medir.

Trazar la curva que une todos los puntos del diagrama de la fig. 4.5

Calcular el valor de la constante dé proporcionalidad del bloque V/F CONVERTER mediante la relación "tensión de entrada/frecuencia de salida"

Fig. 4.4

NIVEL DEL LIQUIDO INDICACION DISPLAY

500 mm

450 mm

400 mm

350 mm

300 mm

250 mm

200 mm

150 mm

100 mm

50 mm

0 mm

Tabla 4.2

5. MEDICIÓN DIGITAL DE NIVELES

(Salida de tipo digital de 8 bit) En este capítulo se estudiará la medición de niveles mediante una señal de salida digital de 8 bit. A primera vista esta señal de salida puede aparecer más compleja que la de una tensión continua; pero, después de entendido el sentido (es decir la "ponderación") de cada bit, se verá cómo también este tipo de visualización es muy clara. Además, hay que recordar que con datos de este formato resulta inmediata la conexión con un ordenador personal (o con sistemas de microprocesador) para el análisis, la visualización y el procesamiento de la magnitud controlada. Por este motivo, esta forma de presentar el valor de la magnitud analizada se utiliza con mucha frecuencia. 5.1 Conversión analógico/digital En el caso que examinamos el convertidor analógico/digital da una información (NB) numérica binaria de 8 bit (bit = "binary digit" = unidad de información binaria). Así, se obtiene: NB = B7 B6 B5 … B1 B0 Es posible pasar de la numeración binaria a la decimal recurriendo a la fórmula siguiente (en donde Nd es el número decimal equivalente al número binario NB):

ND = B7 * 27 + B6 * 26 .... B1 21 + B0 * 20

I

N

D

I

C

E

B7, B6 .... B1, B0 son bit, o informaciones binarias, que pueden adquirir dos estados distintos ("0" ó "1").

27, 26 .... 21, 20 son las ponderaciones binarias atribuidas a los bit pertenecientes a los órdenes respectivos 7, 6 ... 1, 0. BO=LSB = "Least Significant Bit" = bit menos significativo; B7=MSB = "Most Significant Bit" = bit más significativo. Ejemplo: NB = 10010110 corresponde a ND = 150. N.B.: Esta observación se refiere a un convertidor ana1ógico/digital que genera un código binario natural. No todos los convertidores trabajan con este código; en todo caso, éste es el tipo que más se usa cuando la magnitud de entrada V9 es unipolar (es decir cuando tiene siempre el mismo signo). Vale la pena observar que la ponderación de cada bit se define en base a su orden (es decir, en base a su puesto en la "palabra binaria" NB) y en forma de potencia de 2 (cifra que expresa aquí la base de numeración adoptada). Al respecto es interesante recordar la técnica de numeración con base 10 para demostrar que las dos técnicas se fundan en el mismo principio. En este caso, se tiene por ejemplo:

1990 = 1* 103+9 * 102+9 * 101+0 * 100 = D3 * 103+D2 * 102+D1 * 101+D0 *

100; En donde D3, D2, D1, DO son informaciones decimales que pueden adquirir 10 estados diferentes (de 0 hasta 9) .

5.2 Esquema eléctrico El esquema eléctrico del bloque 8 BIT A/D CONVERTER se halla representado en la figura 5.1

Fig. 5.1 Los diodos D1 y D2 y la resistencia R1 constituyen una protección contra las tensiones erróneas que pudieran aplicarse al convertidor, mientras que R4 y R5 transforman el valor de escala de la señal disminuyéndolo de 8 V a 5 V. Los componentes R6 y C2, conjuntamente con un inversor incorporado en el convertidor, generan la señal de reloj ("clock") para la conversión. A través de R2, R3 y RV1 se aplica en la entrada Vref/2 una tensión correspondiente a la mitad de la de escala. Al final de la conversión, el convertidor activa la salida INTR; la cual se conecta con la entrada WR para empezar una nueva conversión. El transistor 11, conjuntamente con R7, R8, R9 y C4, suministra la señal de comienzo de la primera conversión.

Las 8 salidas se envían, por una parte, hasta el conector apropiado del ordenador personal, y por otra (a través del inversor IC3) hasta los led que visualizan el estado de las salidas del convertidor. 5.3 Características de un convertidor analógico/digital La primera característica de un convertidor analógico/digital (ADC) es el formato que se expresa en número de bit (n) de la palabra binaria de salida. Los valores corrientes son 8, 10, 12 y 13 bit. La característica de transferencia se determina en base a este formato para el valor máximo (F.S. = "Full Scale") de la magnitud analógica. La resolución R del convertidor ADC es la variación necesaria para que la magnitud de entrada (en este caso, V9) dé lugar a un cambio de estado de la

palabra binaria de salida. R = V9Máx/255 = FS/(2> – 1) ≈ FS/2n.

Podría afirmarse entonces que la magnitud FS/(2> – 1) ≈FS/2n vale 1 LSB. La conversión en forma digital de la magnitud analógica V9 implica un error de cuantificación que vale al máximo ±V 9Max / (255*2) ≈

FS/(2*2𝑛 ) = ± (1/2) LSB. Otra característica del convertidor ADC es su precisión, que se expresa generalmente en "número de LSB". La precisión corresponde a la máxima desviación entre la característica real y la ideal (que se reproduce arriba). 5.4 Experiencias 5.4.1 Observaciones En nuestro convertidor analógico /digital, ya que se tiene FS=8 V y n=8 bit, 1 LSB será igual a 8 V/256 = 31,25 mV; se deduce de ello que habrá que poner mucha atención en la medición de la tensión y recurrir a un voltímetro de alta precisión (es decir con resolución y sensibilidad elevadas) y a un circuito de medición muy eficaz, pues para algunos puntos de funcionamiento la palabra binaria suministrada por el convertidor ADC es muy inestable.

5.4.2 Análisis del convertidor Analógico/Digital Realizar el circuito de la figura 5.2.

Con el potenciómetro Pl aplicar en la entrada del convertidor (borne 9)

una tensión de 0,5 V.

Observando el estado de los led calcular el valor decimal correspondiente a 1a salida del convertidor y transcribirlo en la tabla 5.1.

Repetir los pasos anteriores para todos los valores de tensión indicados en dicha tabla.

Trasladar los valores de la tabla 5.1 al gráfico de la figura 5.3 y trazar la curva que une todos los puntos.

Verificar si el valor de la tensión que enciende un led es el doble de la tensión que ha encendido el led precedente.

Fig. 5.2

TENSIÓN

DE ENTRADA

SALIDA FIGITAL

0,5v 1,0v 2,0v 3,0v 4,0v 5,0v 6,0v 7,0v 8,0v

Tabla 5.1

Fig. 5.3

5.4.3 MEDICION DE NIVELES CON SALIDA DIGITAL DE 8 BIT

Condiciones para llevar a cabo la prueba: Interruptor I1 en la posición "NIVEL";

Válvula de descarga del tanque vertical cerrada;

Válvula conectada en serie con la bomba, abierta. En esta experiencia se trazará la curva ND = f(L); en donde L = nivel de agua de la columna (en mm); ND= conversión en la forma decimal del número binario NB a la salida del convertidor ADC. Se procede con valores de nivel decrecientes abriendo paulatinamente la válvula de descarga del tanque vertical (esto, después de que la columna se haya llenado). Por lo que respecta al punto de medición por escoger, habrá que considerar solamente la estabilidad de la combinación binaria efectiva en la salida del convertidor ADC sin tener que fijar en un valor bien definido el nivel de agua de la columna. Montar los puentes indicados en la figura 5.4.

Situar el interruptor 14 en la posición "ON" hasta que el nivel del agua en la

columna supere los 500 mm.

Cerrar la válvula conectada en serie a la bomba.

Llevar el nivel del agua a 500 mm abriendo ligeramente la válvula de descarga del tanque vertical.

Calcular el valor del nivel a partir del valor de la salida digital del convertidor A/D.

Transcribir el resultado de la medición en la tabla 5.2.

Hacer que el nivel del líquido alcance todos los valores indicados en la tabla 5.2 y, para cada valor de nivel, apuntar los valores digitales correspondientes.

Trasladar a un gráfico como el de la figura 5.5 todos los valores que se acaban de medir. Trazar la curva que une los puntos del diagrama de la figura 5.5.

Calcular la constante de proporcionalidad del bloque A/D CONVERTER poniendo en relación la tensión de entrada con el número digital de salida.

Fig. 5.4

NIVEL

SALIDA DIGITAL

500mm 450mm 400mm 350mm 300mm 250mm 200mm 150mm 100mm 50mm 0mm

Tabla 5.2

6. MEDICIÓN DIGITAL DE CAUDALES

(Salida de tipo numérico decimal)

6.1 El transductor de caudal

El nombre comercial de este detector es "medidor de caudal de paletas o de turbina"; en este párrafo se pretende demostrar que este detector puede dar una información significativa del caudal. Desde el punto de vista mecánico (véase la figura 6.1) el detector consta de una turbina en cuyas paletas lleva montados unos imanes. La rotación de estos imanes, debido al flujo de agua, es detectada por un detector de campo magnético (sonda de efecto Hall), que permite transformar las variaciones del campo magnético (a que está sometido) en variaciones de naturaleza eléctrica (variaciones de tensión). Después de ser filtradas y cuadradas por el condicionador de señal, las variaciones de tensión generan un impulso rectangular cada vez que las paletas pasan de frente a la sonda de efecto Hall.

Fig. 6.1 Ya que el ángulo de rotación de la turbina es proporcional al volumen de líquido que fluye por entre las paletas, el detector generará un número de impulsos proporcional a dicho volumen: el caudal será igual al volumen de líquido desplazado en la turbina en la unidad de tiempo.

I

N

D

I

C

E

Como ya se ha dicho, la información proporcionada por el detector es digital; para poder usarla habrá que contar cuántas veces la misma cambia de estado en un cierto intervalo de tiempo. Este tipo de sensor siempre debe estar conectado con un dispositivo electrónico de recuento, cuya función es la de contar el número de impulsos recibidos. Así, la información producida será de tipo digital. 6.2 Esquema de bloques En este capítulo se estudiará la medición de caudal mediante una entrada numérica decimal. Para ello se utilizarán los tres display de siete segmentos que se encuentran en el centro del módulo. La característica principal de este tipo de visualización consiste en que el usuario puede interpretarla inmediatamente. Para llevar a cabo la medición de caudales con salida numérica decimal se adopta el esquema de la figura 6.2.

Fig. 6.2

Las señales generadas por el transductor (cuya forma de onda es cuadrada) llegan hasta el borne 16. La función del circuito constituida por R1 y C1 es la de filtrar los disturbios que podrían ser detectados tanto por la unidad exterior como a lo largo del cable de conexión entre la unidad exterior TY30A y el módulo G30A. El inversor con "trigger de Shmitt" (disparador de Schmitt) IC1A sirve para cuadrar la señal de salida del filtro. A continuación, dicha señal va aplicada, por una parte, directamente a la entrada de una puerta XOR y, por otra, a la misma puerta después de atravesar un filtro (R2-C2) cuya función es la de retardar su aplicación. Esto hace que a las dos entradas de la puerta XOR lleguen dos señales separadas en el tiempo, pudiéndose, así, generar dos impulsos por cada impulso de la señal de entrada. Llamemos respectivamente f16 y f19 a las frecuencias de las señales rectangulares presentes en los bornes (16) y (19); se obtiene:

f19 = 2 f16

Es decir que el condicionador multiplica por 2 el número de los impulsos suministrados por el medidor de caudal. El principio de esta transformación consiste en crear un impulso completo (con un frente de subida y otro de caída) en correspondencia con ambos frentes (de subida a de caída) de la señal del borne (16). Esto equivale a multiplicar por 2 la constante K (número de impulsos generados por cada litro de líquido) del detector de caudal. Para medir el volumen V del líquido desplazado hace falta contar el número de impulsos generados por el detector incremental. Siendo ND el número de impulsos generados en el borne (19), se tendrá:

V = Nimp/(2 K) litros.

Para medir un caudal se deben contar los impulsas en un cierto tiempo preestablecido tm. El caudal medio en el tiempo tm estará dado por la fórmula:

D = V/tm es decir D = Nimp/(2 K tm),

En donde Nimp es el contenido del contador (que se expresa en forma decimal) al final del intervalo tm; mientras que Nimp/tm representa el número de impulsos generados en la unidad de tiempo, es decir la frecuencia. Podré decirse pues que, en nuestro caso, visualizar un caudal equivale a medir una frecuencia. 6.3 Elección del período de medición El objetivo que se quiere realizar es el de hacer que el BCD COUNTKR & DECODER DRIVER proporcione una indicación numérica que exprese directamente el caudal. Dado que el caudal máximo de la unidad IY30A es de unos 4-5 litros/minuto, los display indicarán este caudal con un número de dos cifras separadas por una coma. Si para simplificar el cálculo se suprime la coma, este número de dos cifras representará el caudal expresado en decilitros por minuto (dl/min). En el párrafo 6.2 se vio que:

D = Nimp/(2 K tm) – fórmula (1) – En la que D se expresa en l/s (dado que K se expresa en número de impulsos por litro y tm en segundos). Si hay que expresar el caudal D' en di/min, se tendrá:

D = 10 * 60 * D – fórmula (2) –

De las fórmulas (1) y (2) se obtiene:

D = 600 * Nimp /(2 * K * tm) Por último, si se quiere que el número ND visualizado represente D' en la forma numérica será necesario que:

600/(2 K tm) = 1; en donde:

tm = 600/(2 K)

Siendo K = 180 (véase párrafo 3.4.2), tm deberá ser igual a:

tm = 300/180 = 1,66 s.

Este cálculo muestra cómo resulta importante la duplicación de la frecuencia efectuada por el condicionador de señal, el cual permite dividir por dos el período de medición tm. De esto se infiere que la elección de tm deberá proceder de un compromiso entre el tiempo en el cual se quiere obtener la indicación actualizada del caudal y el número de las cifras significativas que deben expresar el resultado. En nuestro caso, si se desea obtener una indicación del caudal con tres cifras significativas el período de medición deberá ser de 16,6s.

6.4 Experiencias 6.4.1 Medición del caudal

Condiciones para llevar a cabo la prueba: Interruptor I3 en la posición "FRECUENCIA";

Válvula de descarga del tanque vertical abierta;

Válvula conectada en serie con la bomba, abierta. Como en la anterior, para esta prueba hacen falta dos personas, una para la lectura instantánea de los dos niveles y otra para medir el tiempo. Para poder lograr una precisión satisfactoria, unidamente a una cierta simplicidad de cálculo, habré que efectuar las mediciones de la diferencia de nivel en 30 s, ó en 1 min. al máximo, según la importancia del caudal. Realizar el esquema de la figura 6.3.

Llevar I4 a la posición "ON".

Regulando la válvula conectada entre la bomba y el tanque vertical fijar el

valor del caudal (visualizado en el display) en 0,5 l/min.

Cerrar la válvula de descarga del tanque vertical.

Esperar que el nivel alcance la posición programada (por ejemplo, 100 mm) y disparar el cronómetro.

Detener el cronómetro cuando el nivel alcance una posición superior (por ejemplo, si el nivel de partida era 100 mm detener el cronómetro cuando el nivel se halle en 200 mm).

En base a la medida del tiempo calcular el caudal efectivo *n l/min.

Transcribir la medición en la tabla 6.1.

Repetir las mediciones para todos los valores de caudal indicados en la tabla 6.1 (de ser útil, variar los niveles correspondientes a los instantes de partida o de detención del cronómetro, aumentando los intervalos de nivel para los caudales más elevados; por ejemplo: partida al nivel de 100 mm y parada al nivel de 400 mm).

Trasladar todos los valores de la tabla 6.1 al gráfico de la figura 6.4.

Trazar la curva que une todos los puntos de la figura 6.4.

Observar la linealidad del transductor de caudal.

Fig. 6.3

INDICACIÓN DISPLAY

CAUDAL EFECTIVO

1,0 l/min 1,5 l/min 2,0 l/min 1,5 l/min 3,0 l/min 3,5 l/min

Tabla 6.1

6.4.2 Medición del período de la base de tiempos Si los datos del ejercicio anterior resultan erróneos, ante todo habrá que controlar la base de tiempos del frecuencímetro incorporado en el bloque BCD COUNTER & DISPLAY DRIVER. Para esta experiencia se utiliza un frecuencímetro. Luego, bastará aplicar en la entrada (14) una señal rectangular de 5 .V de amplitud. Si f14 es la frecuencia de la señal de entrada en el tiempo tm, el contador recibirá un número de impulsos igual a: ND = tm-f14

Caudal Efectivo

En donde ND es la indicación decimal suministrada por los tendrá pues: tm = ND/f14. Realizar el circuito de la figura 6.5.

Usando el potenciómetro P1 aplicar en el borne 11 una tensión de 4V.

Conectar el frecuencímetro con el punto 14 y medir la frecuencia de la señal de entrada del bloque BCD COUNTER & DISPLAY DRIVER.

Regular el trimer RV1 (accesible en la parte posterior) hasta que el display visualice el número correspondiente al producto de la frecuencia medida en el punto 14 multiplicada por 1,66.

7. MEDICION ANALOGICA DE CAUDALES

7.1 Principio de funcionamiento En el capítulo 6 se vio que el número de impulsos Nimp generados por el transductor de caudal y presentes en el borne (19) era proporcional al volumen (Vol) del líquido desplazado: Vol - Nimp/(2-K) Con K = número de impulsos por litro (constante del medidor de caudal). Durante el pasaje de un período completo de esta señal se mide una cantidad de líquido igual a V = 1/2 K. El caudal resulta pues: D = V/T19 = 1/(2-K-T19); es decir D - (1/2-K)-(1/T19) = f 19/(2 • K). Por lo tanto, el caudal es proporcional a la frecuencia de los impulsos presentes en él borne (19). Si se quiere obtener una representación analógica del caudal habrá que conectar un convertidor de frecuencia/tensión para generar una tensión continua V22 proporcional a la frecuencia f20 = f19. ' 7.2 Esquema eléctrico del convertidor frecuencia/tensión El convertidor frecuencia/tensión se halla ilustrado en la figura 7.1; consta de cuatro partes fundamentales:

Un convertidor F/V (IC1)

Un circuito "Sample & Hold" (de muestreo y de captura) (IC2)

Un temporizador (IC3)

Un amplificador de salida (IC4)

I

N

D

I

C

E

Fig. 7.1

El principio del convertidor frecuencia/tensión consiste en generar una onda rectangular en la que la duración (TO) de uno de ambos estados (alto o bajo) es independiente de la frecuencia. El convertidor 'F/V compara la entrada en la que va aplicada la frecuencia por convertir (pin 6) con la de referencia (pin 7). El comparador provoca el disparo de un flip-flop interno.

La carga de C2 a través de R5 se interrumpe y la tensión de este componente vuelve a cero debido a la conmutación del flip-fiop, el cual es reactivado por un segundo comparador que coteja la tensión del condensador con una tensión fija generada internamente. La señal de salida del flip-flop controla también un conmutador que sirve para enviar alternativamente a la salida (pin 1) o a la masa una corriente que depende de R4. La señal de salida del flip-flop se hallará también en el pin 3. Dicha señal es la de referencia para el circuito "Sample & Hold" (IC2). Con la corriente de salida (pin 1.) se carga, el condensador C3. La tensión presente en los extremos de C3 llega hasta la entrada de IC2, el cual carga el condensador C7 en función del valor lógico de la tensión del pin 8. La tensión de salida de este último circuito (pin 5) es amplificada por IC4pudiéndose así obtener el "range" (intervalo de valores) requerido. La función del circuito IC3 es la de llevar a cero la salida cuando la frecuencia de las señales de salida del convertidor (borne 21) es demasiado baja, pues en este último caso el dato analógico de salida no sería muy preciso.

El circuito funciona de este modo: los impulsos de salida de IC1 ponen en cero

continuamente el temporizador, y si el intervalo de tiempo entre un impulso y otro es

superior al tiempo programado en este último la salida (pin 3) de IC3 se pondrá a nivel

alto llevando a cero la tensión del condensador C7.

7.3 Experiencias 7.3.1 Verificación del comportamiento del convertidor Frecuencia/Tensión Realizar el circuito de la figura 7.3.

Aplicar en el borne 20 una señal (suministrada por un generador de señales) de

forma cuadrada con una frecuencia 10 Hz y una amplitud comprendida entre 0 y 5V.

Observar en el osciloscopio la forma de onda de la señal presente en el borne 21.

Medir con un voltímetro la tensión de salida presente en el borne 22.

Transcribir el dato que se acaba de medir en la tabla 7.1,

Dar a la frecuencia de la señal de entrada todos los valores indicados en la tabla

y, para cada uno de ellos, apuntar los valores correspondientes de la tensión de salida.

Llevar- al gráfico de la figura 7.4 los datos obtenidos y calcular la constante de

proporcionalidad del convertidor.

Fig. 7.3

FRECUENCIA DE ENTRADA

TENSIÓN DE SALIDA

5 HZ

10 HZ

15 HZ

20 HZ

25 HZ

30 HZ

Tabla 7.1

Fig. 7.4

7.3.2 Análisis del transductor de caudal con salida analógica Condiciones para llevar a cabo la prueba: Interruptor 13 en la posición "FRECUENCIA";

Válvula de descarga del tanque vertical abierta;

Válvula conectada en serie con la bomba, abierta.

Como en la anterior, para esta prueba hacen falta dos personas, una para efectuar la lectura instantánea de ambos niveles y otra^ para medir el tiempo. Para poder lograr una precisión satisfactoria, unidamente a una cierta simplicidad de cálculo, habrá que efectuar las mediciones dej la diferencia de nivel en 30 s, ó en 1 min al máximo, según el valor del caudal. Realizar el esquema de la figura 7.5.

Llevar 14 a la posición "ON".

Regulando la válvula intercalada entre la bomba y el tanque vertical,' fijar el valor del caudal (visualizado por el display) en 0,5 1/min. Cerrar la válvula de descarga del tanque vertical.

Esperar que el nivel se halle en la posición preestablecida (por ejemplo, 100 mm) y disparar el cronómetro.

Detener .el cronómetro cuando el nivel alcance una posición superior (por ejemplo, si el nivel de partida era 100 mm detener el cronómetro cuando el nivel llegue a 200 mm).

En base a la medida del tiempo calcular el caudal efectivo en 1/min.

Transcribir la medida en la tabla 7.2.

Repetir las mediciones para todos los valores de caudal indicados en la tabla 7.2 (de ser útil, variar los niveles correspondientes a los instantes de partida o de detención del cronómetro, aumentando los intervalos de nivel para los caudales más elevados; por ejemplo, partida a 100 mm y parada a 400 mm).

Trasladar todos los valores de la tabla 7.2 al gráfico.de la figura 7:6.

Trazar la curva que une todos los puntos de la figura 7.6.

Observar la linealidad del transductor de caudal con salida analógica.

Fig. 7.5

CAUDAL TENSIÓN

DE SALIDA

0,5 1/min

1,0 1/min

1,5 1/min

2,0 1/min

2,5 1/min

3,0 1/min

Tabla 7.2

Fig. 7.6

8. MEDICION DE VOLUMENES

8.1 El transductor de volumen

En las experiencias que siguen se adopta el transductor utilizado en las mediciones

de caudal y descrito en el capítulo 6.

En dicho capítulo pudo verse que cada impulso suministrado por el transductor correspondía al pasaje de una cantidad constante de líquido; por ello, para determinar el volumen de líquido que atraviesa el transductor bastará contar los impulsos. 8.2 Esquema de bloques

El esquema utilizado para esta clase de mediciones se halla ilustrado en la figura 8.1;

se observara que sólo una parte del condicionador de señales dé caudal es utilizada,

ya que no sirve multiplicar por dos la frecuencia de los impulsos.

Fig. 8.1

19

I

N

D

I

C

E

La visualización del volumen se realiza sólo contando el número de los impulsos que llegan hasta el contador. El bloque BCD COUNTER & DISPLAY DRIVER se utiliza simplemente como contador dado que nunca vuelve a cero. La constante de proporcionalidad Kvol que vincula el volumen al número visualizado (y que depende del transductor) se medirá durante las experiencias. 8.3 Experiencias 8.3.1 Determinación de la curva característica del transductor de volumen Para efectuar esta prueba y la siguiente, (que es bastante compleja) hace falta la colaboración de dos o tres personas: por ejemplo, una persona para leer el nivel alcanzado, otra para leer los datos visualizados por los display del módulo y la tercera para transcribir los resultados., de las mediciones. El objetivo de esta experiencia es el de determinar la linealidad y la constante de

proporcionalidad del transductor de caudal empleado como transductor de volumen

Obsérvese el esquema de la figura 8.2

19

Condiciones al comienzo de la medición: Módulo G30A alimentado, transductores conectados con el módulo G30A mediante el conector de 8 polos y bomba alimentada; Nivel del líquido en el tanque vertical fijado en el valor mínimo; Interruptor 13 en la posición "FREQUENCY": Interruptor 14 en la-posición "OFF". Llevar el interruptor 14 a la posición "ON".

Cuando el nivel del líquido alcance el valor cero llevar el interruptor 13 a la

posición "COUNTER". De este modo se logra reactivar el contador, pudiendo empezar el recuento.

Cuando el nivel alcance los 50 mm leer el valor visualizado por el contador y transcribir el dato obtenido en la tabla 8.1.

Repetir esta operación para todos los valores de nivel indicados en la .tabla 8.1.

Cuando se llegue al nivel-de 500 mm situar el interruptor 14 en la posición "OFF".

Trasladar los valores obtenidos a un gráfico como el de la figura' 8.3 y analizar la linealidad del detector. .

Calcular la constante de proporcionalidad del conjunto, constituido por el transductor, el condicionador dé señal y el visualizado?, que se obtiene dividiendo el número de impulsos totales por la cantidad de líquido en litros.

NIVEL INDICACION

DISPLAY

100 mm

150'mm

200 mm

250 mm

300 mm

350 mm

400 mm

450 mm

500 mm

Tabla 8.1

Fig. 8.3

8.4.2 Averiguar cómo la medida de volumen depende del caudal actual de la medición

En este ejercicio se averiguará si la medida del volumen vista, en la experiencia anterior depende del caudal actual de la medición. El caudal se regula maniobrando la válvula de cierre situada entre la bomba y el medidor de caudal. El recuento empezará y finalizará respectivamente efectuando é interrumpiendo la conexión entre los bornes 17 y 14. Al final de la medición se podrá reactivar el contador abriendo y cerrando el interruptor 13 (durante la medición 13 se hallará en estado de reposo en la posición "CONTADOR"). El caudal se calcula midiendo el volumen para un cierto tiempo bien definido. Es necesario recurrir a un cronómetro. La medida de volumen resulta de la diferencia entre dos alturas de líquido de la columna: H = H2 - H1. Dado que la sección de la columna de agua es de 10 x 10 cm y que la altura H se expresa en rdm, dicha medida de altura indicará el volumen del líquido que circula directamente en litros. Las dos mediciones de altura de la columna de agua deben realizarse con un cierto régimen de la bomba; dicha determinación deberá realizarse muy rápidamente. Las oscilaciones del agua pueden influir sobre la medición; razón por la cual habrá

que trabajar en la parte alta de la columna, en donde este efecto es menor.

Llevar a cero el cronómetro y el contador: abrir y cerrar el interruptor I3.

Situar I3 en la posición "CONTADOR".

Interrumpir la conexión (17) - (14).

Regulando la válvula de descarga fijar el nivel del agua de la columna en una posición inferior a H1.

Arrancar la bomba.

Cuando el líquido alcanza la altura H1 conectar el borne (17) con el (14) y disparar el cronómetro.

Cuando el líquido alcanza 1a- altura H2 desconectar el borne (17) del (14) y detener el cronómetro.

Observar el estado del contador ND y el valor transcurrido.

En base al volumen y al tiempo t calcular el valor del Transcribir en la tabla 8.2 la cantidad de impulsos medidos y el caudal correspondiente en el momento de la medición.

Parar la bomba y abrir la válvula de descarga de modo que el nivel descienda por debajo de H1.

Regulando la válvula de cierre variar el caudal y repetir la medición anterior.

Repetir esta medición para diferentes valores de caudal.

Transcribir al gráfico de la figura 8.4 los valores obtenidos y trazar el diagrama de caudal/volumen.

CAUDAL

VOLUMEN

Tabla 8.2

Fig. 8.4

9. DESCRIPCION ELECTRICA DE LOS CIRCUITOS

La mayor parte de los circuitos eléctricos, que componen el módulo G30A han sido descritos en los capítulos precedentes. Aquí, se indicará en qué capítulo se podrá encontrar la descripción de los circuitos ya tratados y se ilustrará el funcionamiento de los demás. 9.1 "LEVEL-PRESSURE SIGNAL CONDITIONER" El circuito eléctrico del bloque "LEVEL-PRESSURE SIGNAL CONDITIONER" ha sido analizado en el párrafo 2.3.1. 9.2 "THRESHOLD DETECTOR" El circuito eléctrico del bloque "THRESHOLD DETECTOR" ha sido analizado en el párrafo 3.2-. 1. 9.3 "FLOWRATE SIGNAL CONDITIONER" El circuito eléctrico del bloque "FLOWRATE SIGNAL CONDITIONER" ha sido analizado en el párrafo 6.2. 9.4 "V/F CONVERTER11

Obsérvese la figura 9.1.

El convertidor V/F compara dos entradas, una (pin 6) en la que se aplica la tensión por convertir y otra en la que se aplica la frecuencia por convertir (pin 6). El comparador hace conmutar un flip-flop interior. La carga de C1 (a través de R1 y RV1) se interrumpe y la tensión de dicho componente se hace nula por efecto de la conmutación del flip-flop; el cual, a su vez,

I

N

D

I

C

E

es reactivado por un segundo comparador que coteja la tensión del condensador C1 con otra fija, generada internamente. La salida del flip-flop controla también un conmutador que permite enviar alternativamente hacia el pin 1, o hacia el de masa, una corriente cuyo valor depende de R3. En el pin 3 (salida) está presente la señal de salida del flip-flop. La corriente de salida (pin 1) hace.que el condensador C3 se cargue. La tensión presente en los extremos de C3 y de R3 llega hasta la entrada del comparador (pin 6).

El circuito integrado IC2 (que cumple la función de comparador) cambia su salida

según que la señal de salida del bloque "V/F CONVERTER" (que se extrae del borne

8) se conecte con el circuito de recuento o no. En la práctica, el comparador detecta

las eventuales caídas de tensión en R7 debidas al circuito contador.

La variación de la salida del comparador (unidamente- al interruptor 11) permite

conocer automáticamente si la magnitud visualizada en el dlsplay es una presión o un

nivel; esto, en base al Led que se encienda.

Fig. 9.1

9.5 "F/V CONVERTER" El circuito eléctrico del bloque "F/V CONVERTER" ha sido analizado en el párrafo 7.2. 9.6 "LEVEL" Obsérvese la figura 9.2. Este circuito da dos señalizaciones (una de nivel mínimo y otra de nivel máximo); además, permite bloquear la bomba antes que el líquido rebose reí tanque vertical de la unidad TY30A. Cuando el líquido supera el nivel mínimo la resistencia R1 se conecta con la masa y el transistor T1 se hace conductor. Esta acción hace que el transistor T2 se bloquee y que el led de señalización del nivel mínimo se apague. Cuando se llega al punto correspondiente al nivel máximo, R6 se conecta con la masa

y T3 se hace conductor; con lo que el led MAX se enciende. Además de encenderse

el led, también se desactiva el transistor T4 (el cual alimenta la bomba).

Fig. 9.2

9.7 "8 BIT A/D CONVERTER" El circuito eléctrico del bloque."8 BÍT A/D CONVERTER" ha sido analizado en el párrafo 5.2. 9.8 "DEBOUNCE CIRCUIT" Obsérvese la figura 9;3, que representa el esquema eléctrico del bloque "DEBOUNCE CIRCUIT". El condensador C8 sirve para eliminar eventuales disturbios presentes en la tensión de alimentación. El filtro constituido por R9 y C9 permite eliminar las oscilaciones de la tensión (rebotes) que se verifican al cerrar o al abrir el pulsador PS1. El circuito inversor IC2, con entrada de disparador de Schmitt ("trigger de Schmitt"),

lleva al nivel lógico TTL la señal de PS1 cuyos frentes de subida y de caída son

lentos, debido a la presencia de R9 y C9. La función de este circuito es la de poder

preparar el bloque "BCD COUNTER „& DECODER DRIVER" en el modo manual

(conectando el borne 13 con el 14).

Fig. 9.3

9.9 "TIME BASE" Y "BCD COUNTER & DECODER DRIVER" Obsérvese la figura 9.4. El circuito integrado IC1 genera una señal de onda cuadrada cuya frecuencia la determinan RV1, R1 y C1. Con el circuito integrado IC2 (inversor con entrada de disparador de Schmitt) se cuadra la señal' proveniente del circuito IC1; con lo que podrá llevársela al nivel TTL compatible. El circuito integrado IC3 es un contador decimal de cuatro cifras (máximo recuento: 9999) con un registro de enganche ("latch") de salida capaz de memorizar el valor del contador. Los datos del registro de enganche están convertidos del código BCD al código para display.de .7 segmentos, y cada cifra llega multiplexada a la salida. En tanto que la señal del borne 15 es baja, el valor del contador se envía al decodificador BCD-7 SEGMENTOS; pero cuando esta señal se haga alta el registro de enganche memorizará los datos del contador y el display ya no cambiará el valor visualizado.

Al llegar las señales de salida del multiplexor hasta los transistores T2, T3' y T4 se

enciende el display correspondiente a la cifra presente en las salidas del circuito IC2

destinadas a los 7 segmentos. Dado que la frecuencia de exploración de los display

es bastante elevada las discontinuidades de iluminación de los mismos no llegan a

apreciarse visualmente.

Fig. 9.4

10. CALIBRACIONES

Obsérvese la figura 10.1 que ilustra el plano de los trimer utilizados durante las operaciones de calibración. Las siglas de los trimer se refieren a dicho plano.

Hay que comenzar siempre por la primera calibración (véase el párrafo 10.1), pues

algunos bloques utilizan los valores de calibración de los demás.

Fig. 10.1

I

N

D

I

C

E

10.1 Calibración del bloque "LEVEL-PRESSURE SIGNAL CONDITIONER" Alimentar el circuito con todas las tensiones dejando sin conectar la unidad

TY30A/EV al módulo G30A.

Regular RV8 hasta que la tensión del borne 1 alcance 10 V.

Conectar en cortocircuito los bornes 3 y 4; luego, regular el trimer RV7 hasta que la tensión del borne 5 sea igual a 0 V.

Situar el interruptor 11 en la posición "LEVEL", conectar el módulo G30A con la unidad TY30A/EV utilizando el conector Din; luego, conectar la bomba de la unidad TY30A/EV con el módulo; por último, fijar el valor de nivel en 0.

Regular RV6 hasta que la tensión del borne 6 sea diferente dé 0 V.

Fijar el nivel en 500 mm y regular RV5 hasta que la tensión del borne 6 alcance el valor de 8 V.

Situar el interruptor 11 en la posición "PRESSURE".

Regular RV4 hasta obtener en el borne 6 una tensión de 4,9 V.

10.2 Calibración del bloque "THRESHOLD DETECTOR" Regular el potenciómetro P1 hasta que la tensión presente en el borne 11 sea

máxima.

Regular RV9 para que el valor máximo de la tensión* del borne 11 corresponda a 8 V.

10.3 Calibración del bloque "TIME BASE" Para esta operación hace falta un cronómetro. Situar el interruptor 13 en la posición "FREQUENCY".

Conectar el borne 19 con el 14 y llevar el interruptor 14 a la posición "0N".

Disparar el cronómetro cuando el nivel del líquido sea de 0 mm.

Parar el cronómetro cuando el líquido llegue a los 500 mm.

Sabiendo que el volumen de líquido en la columna es de 5 litros, calcular el caudal según la fórmula siguiente:

caudal = 5 ∗ 60

T

En donde T es el tiempo medido con el cronómetro y expresado en segundos. - Regular RV2 hasta que los display indiquen el caudal calculado según la fórmula precedente. 10.4 Calibración del bloque "V/F CONVERTER" Conectar el borne 6 con el 7, y el borne 8 .con el 14.

Situar el interruptor II en la posición "LEVEL". .

Fijar el nivel del líquido de la columna vertical en 500 mm.

Regular RV3 hasta que se lea un valor de "500 mm en los display.

10.5 Calibración del bloque "F/V CONVERTER" Conectar el borne 19 con el 14 y con el 20.

Desplazar el interruptor 14 hacia la posición "ON" y regular la válvula intercalada

entre la bomba y el tanque vertical hasta que los display .indiquen un caudal de 3 1/min.

Regular el trimer RV12 hasta obtener en el borne 22 una tensión de 4,8 V. 10.6 Calibración del bloque "A/D CONVERTER" Aplicar en el borne 9 una tensión de 8 Vcc.

Regular RV1 hasta que se enciendan todos los led de salida del convertidor.

11. CARACTERISTICAS DE LOS TRANSDUCTORES

A continuación se proporcionarán las características de ambos transductores (de

caudal y de nivel) montados en la unidad TY30A/EV. Por lo que respecta al

transductor de nivel el componente que se utiliza es el que lleva la sigla 176PC28HG2

TRANSDUCTOR DE CAUDAL

CAUOAL MINIMO:

TOLERANCIA:

REPETIBILIDAD:

EN EL INTERVALO ENTRE

VALOR MAXIMO MENSURABLE: PRESION DE FUNCIONAMIENTO

40 cm3 / min.

± 2%

± 1%

60 cm3/min y 1500 cm3/min 750 cm

3 por dosis, en la versión standard

1500 cm3 en la versión por 2

16000 cm3 por dosis, en la versión standard,

con dosaje por microprocesador Desde 2-hasta 15 atm.

I

N

D

I

C

E

TRANSDUCTOR DE NIVEL

FEATURES Miniature package

DESIGN CONSIDERATIONS

Min. Typ. Max.

Exatation (V dc) Ali 174PC - 10 12

All 176PC - 10 16

(mA) All 174PC - 2.0 2.4

Response Time (ms) All 174PC/176PC - - 1.0

Weight (g) All 174PC/176PC - 7 -

Overpressure (See Accuracy specifications)

Input Resistance (Kohm) All 174PC - 4,8 -

All 176PC - 6.3 -

Output Resistance (Kohm) All 174PG 4,8 -

All 176PC. - 4.0 -

ORDER GUIDE

PRESSURE RANGE (bar)

Gauge Basic Sensor

Temperature Comp. Volt Excitation Differential Basic Sensor Temp. Como. Volt. Excitation ACCURACY SPECIFICATIONS

at 10,0 ± 0,01 V dc Excitation, 25' C Parameter 170PC

Type

F.S.O.

Full Scale Output (mV) 174PC

176PC

Overpressure (bar) 174PC

Linearity Best fit Straight Line (% F.S.O.)

P2 > PI 174PC

176PC

P1< P2 174PC

176PC

Min. Typ. Mar.

Null Offset (mV) All 174PC -80 -40 0

All 176PC -2 0 *2

Null Shift (mV)

25" to 0" C, 25" to 50* C

All 174/176PC - ±3.0 -

Sensitivity Shift (% F.S.O.)

at 10 V de All 174PC

- ±6,5 -

25" to 0" C, 25" to 50* C

176PC - - ±4,0

176PC - - ±3.5

At 2 mA: All 174PC - ±5.5 -

Repeatability &

Hysteresis (% F.S.O.)

All 174/176PC - ±0.25 -

Stability over One Year

(% F.S.O.) All 174/176PC - ±0.5 -

Key: b - 0-0.035 bar only h - 0-0.07 bar only

ENVIRONMENTAL SPECIFICATIONS

temperature Operating -40'to+35" C

Storage -55'to+125'C

Compensated 0"to50"C

Stock Mll-STD-202. Method 213 (150 g, half sine, 11 ms)

Vibration Mll-STD-202. Method 204 (10 to 2000 Hz at 20 g)

Media P2 Wetted materials: polyester housing, epoxy adhesive.

silicon, borosilicate glass, and silicon-to-glass bond"

P1 Dry gases only

Liquid medias containing some highly ionic solutions could potentially neutralize the chip-to- glass tube bond.

0-0.035 0-0,07

174PC14HG2 174PC28HG2

176PC14HG2 176PC28HG2

174PC14H02 174PC28HD2

178PC14H02 176PC28HD2

Min. Typ. Max. Min. Typ. Max.

38 52.5 67 58 70 82

33 35 37 40 42 44

- - 0.35 - - 0.35

- ±2.0 - - ±2.0 -

- - ±3.0 - . . - ±3,0

- ±2.0 - - ±zs

- - ±1.5 - - ±1.5

Catalogue listings are shown with terminal style 1. To order style 2 (or 3), substitute the number 2 (or 3) for the 1 at the end of the listing.

ELECTRICAL CONNECTIONS

Voltage Excitation

174/176PC

Current Excitation 174PC

NOTES

1. Girded numbers refer to

sensor termination.

2. 𝑉𝑂 changes with pressure

difference.

3. V0 - V2 = V4 (referenced to

pin 3).

4. Current excitation provides

reduced sensitivity variation

with temperature.

INTERNAL CIRCUITRY 176PC

174PC

NOTES

1. Circled numbers refer to

sensor termination.

2. V0 = V2 - V4 (referenced to

pin 3).

3. R0 = Strain gauge resistors

(~5.0 kQ).

4. RT = Sensitivity temperature

compensation resistor.

5. R3 = Sensitivity calibration

resistor.

When a positive pressure is

applied to port P2, the

differential voltage V2 – V4

(voltage of pin 2, with respect to

ground, increases and voltage at

pin 4 decreases) increases

linearly with respect to the input

pressure. When a vacuum

pressure is pulled at port P2 (or

positive pressure applied to port

P1) the voltage V2 - V4

decreases linearly with respect

to the input pressure.

SENSITIVITY SHIFT

The diagram at right illustrates

how sensitivity shift relates to

temperature. Note that the

maximum shift occurs at

temperature extremes.

Therefore, if a sensor-is not

exposed to the entire

temperature range, the

maximum sensitivity shift will

actually be less than the value

specified.

SENSITIVITY SHIFT'(% F.S.O.)

MOUNTING DIMENSIONS (For reference only)

Gauge Types

Terminals

1 - Vs W

2 - Output A

3 - Ground (-)

4 - Output B

Differential Types Mounting Hardware

Cataloge listenings art storm with terminal style L To order substitute the number 2 (or 3). for

the 1 at the end of the listening

170PC CONSTRUCTION

12. HOJAS DE DATOS En los siguientes accesos directos se ilustran las hojas de datos de los siguientes componentes: TL430

OP07

UA741

UA747

BC182

CD40106

CD4070

LM331

NE555

LF398

TIP127

1N914

ADC0804

ULN2803A

MM74C926

I

N

D

I

C

E