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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
FACULTAD DE INGENIERIA
CURSO: METROLOGIA E INST
DOCENTE: PEDRO PAREDES
PRACTICA DE LABORATORIO No. 3
SISTEMA DE MEDICION DE TEMPERATURA I
I.
II.
OBJETIVO:
Diseñar y construir un sistema de medición de temperatura utilizando como
elemento sensor un termistor, como elemento acondicionador de señales un puente
de deflexión resistivo y como elemento presentador de datos un galvanómetro para
un intervalo de 0C a 100C.
FUNDAMENTO TEORICO:
El sistema de medición de temperatura a construirse es un sistema simple, que
consiste de un elemento sensor, un acondicionador de señales y un presentador de
datos. La estructura es la siguiente:
T(C)
R()
Termistor
Puente de
deflexion
resistivo
E(V)
TM(C)
Galvanómetro
En la práctica No. 2 se determinó el circuito equivalente de Thévenin para las
salidas B y D del puente de deflexión resistivo, cuyos resultados son:
 R1
R2 
ETh  V 

 
R

R
R

R
1
4
2
3


RTh 
R2 R3
RR
 1 4
R2  R3 R1  R4

1
2
La corriente que circula por el galvanómetro es:
I
ETh
RTh  RL

3
donde:
RL = resistencia de carga = Ri + R5
Ri = resistencia interna del galvanómetro
La diferencia de potencial en la resistencia de carga es:
VL 
ETh RL
RTh  R

4
Cuando el puente alcanza el equilibrio, la ecuación (1) se reduce para R1= Rmin
(termistor a 0C) a la siguiente expresión:
R4
R
 3
Rmin R2

5
Para nuestro diseño, solo es necesario especificar los parámetros V, R 4 y R3/R2.
Los valores individuales de R2 y R3 no son críticos; es la razón entre ellos la que es
decisiva para el diseño.
Utilizando la ecuación (1), el voltaje de salida del puente debe ser:
ETh min


 1
1 
 
V 

R3 
1 R4
1
 Rmin
R2 
ETh m


 1
1 
 
V 

1 R4 1 R3 
 Rm
R2 
ETh max
6
7 


 1
1 

 
V

R3 
1 R4
1
 Rmax
R2 
8
donde: Rmin, pertenece a la temperatura mínima ( Tmin= 0 C )
Rm, pertenece a la temperatura alcance medio ( Tm= 50 C )
Rmax, pertenece a la temperatura máxima ( Tmax= 100 C )
A menudo se requiere que ETh min= 0,
ETh m = ( ETh max + ETh min ) / 2 = ETh max / 2 ……. (9)
Reemplazando las ecuaciones (5) y (9) en (7) y luego con la ecuación (8), se
demuestra que:
R4 
Rmax Rm  Rm Rmin  2 Rmax Rmin
Rmax  2 Rm  Rmin

10
Para hallar la resistencia de carga correspondiente a la deflexión máxima del
galvanómetro, se emplea la ecuación (3), de donde se obtiene:
RL 
ETh max  imax RTh max
imax

11
donde: ETh max , se determina con la ecuación (8)
RTh max, se determina con la ecuación (2), para R1 = Rmax y R3 se
obtiene dando un valor para R2 en la ecuación (5).
imax, es la corriente que soporta el galvanómetro a deflexión máxima.
Para calcular R5 , se tiene que usar la siguiente ecuación:
R5  RL  Ri 
12
III.
PARTE EXPERIMENTAL:
INSTRUMENTOS Y MATERIALES
Un termistor CNT
Un puente de deflexión resistivo
Un galvanómetro
Un termómetro
Una cocina eléctrica
Una fuente de corriente continua
Un vaso de precipitación y agitador
Un soporte, agua y hielo
NOTA: Cada grupo traer galvanómetro, termistor CNT y hielo.
PROCEDIMIENTO
a)
b)
c)
d)
Colocar en las salidas B y D de la figura No. 1 de la práctica No.2 el
galvanómetro en serie con la resistencia variable R5.
Según las características del galvanómetro identifique y verifique su
resistencia interna (Ri), la corriente que puede soportar a deflexión a
escala completa.
Verificar el voltaje (V) que suministra la fuente de corriente continua
(2V).
Recoger la información experimental necesaria de la práctica
No.1 y ubicar en la tabla No. 1
Tabla No. 1: Información experimental para el diseño del
sistema obtenida de la práctica No. 1
n
1
2
3
T
(C)
0
50
100
R
()
Rmin=
Rm=
Rmax=
IV.
CUESTIONARIO
4.1 Utilizando la Tabla No. 1 y la ecuación (10) , cuál es el valor de R4?
4.2 Utilizando la tabla No. 1 y la ecuación (5), cuál es el valor de R3/R2
4.3 ¿Cuál es el voltaje medido en la fuente de corriente continua?
4.4 ¿Cuál es la corriente
completa?
que soporta
el galvanómetro a su deflexión a escala
4.5 ¿Cuál es la resistencia interna del galvanómetro?
4.6 ¿Cuál es el ETh max?
4.7 ¿Cuál es el RTh max?
4.8 ¿Cuál es el valor la resistencia de carga RL?
4.9 ¿Cuál es el valor de la resistencia R5?
4.10 Hacer el circuito del sistema y construirlo con los respectivos valores
calculados en el diseño. Tomar para R2 = 100.
4.11 Para hacer el ajuste a la lectura mínima en el galvanómetro (i = 0 mA), se
manipula la resistencia variable R4. ¿Cuál es el valor obtenido?
4.12 Para hacer el ajuste a la lectura máxima en el galvanómetro (imax), se
manipula la resistencia variable R5. ¿Cuál es el valor obtenido?
4.13 Compare los valores obtenidos tanto en el diseño como en la calibración
del sistema para R4 y R5 .
4.14 Haga un dibujo de cómo quedaría el galvanómetro graduado para hacer
lecturas de temperatura.