ESCUELA POLITÉCNICA NACIONALCampus Politécnico "J. Rubén Orellana R." FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Carrera de Ingeniería Electrónica y Control Carrera de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Carrera de Ingeniería Electrónica y Redes de Información Carrera de Ingeniería Eléctrica LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA PRÁCTICA N°9 1. TEMA SENSORES DE PRESIÓN Y PESO 2. OBJETIVOS 2.1 Analizar y familiarizarse con los sensores de presión, su manejo, precauciones y características. 2.2 Analizar los principios de operación de los sensores de peso mediante el uso de una celda de carga 3. INFORMACIÓN SENSORES DE PRESIÓN Para medir presión se usan distintos métodos: mecánicos, neumáticos, electromecánicos y electrónicos. Los elementos mecánicos usan el principio de medir la presión comparándola con la ejercida por un líquido de densidad y altura conocidas o usando elementos primarios elásticos que se deforman por la presión interna del fluido que contienen. Los elementos electromecánicos de presión utilizan un elemento mecánico elástico combinado con un transductor eléctrico que genera la señal correspondiente. El elemento mecánico consiste en un tubo Bourdon, espira, hélice o una combinación de los mismos Dirección: Ladrón de Guevara E11-253 Teléfono: (02) 2976300 Ext.2209 Correo: [email protected] Quito - Ecuador dejando a los otros dos como resistencias fijas. Para el efecto se utilizan galgas extensiométricas.edu. que a través de un sistema de placas convierte la presión en una fuerza o desplazamiento mecánico. esta deformación se traduce en una variación en el valor de las resistencias de las galgas. Sensores de Peso Dirección: Ladrón de Guevara E11-253 Teléfono: (02) 2976300 Ext. SENSORES DE PESO Figura 2. Figura 1. El puente de resistencias variable se coloca sobre un diafragma.Ecuador . Las galgas se pueden conectar a los cuatro brazos de un puente de resistencias o a solo dos de ellos. de tal forma que haga que sus características físicas se modifiquen.electronica.2209 Correo: coord. Sensor de Presión Un tipo de transductor de presión electromecánico es el resistivo que utiliza la variación del valor de una resistencia cuando sobre ella se ejerce alguna presión.ec Quito .control@epn. La señal de voltaje diferencial de salida generado por el puente es proporcional a la fuente de polarización y a la cantidad de presión aplicada que genera una variación de resistencia. cuya característica justamente es la de variar su longitud cuando sobre ellas se ejerce una fuerza y como resultado de esa variación de longitud se obtiene una variación de resistencia. el mismo que se deforma por efecto de la presión. Existe un amplio rango de configuraciones de celdas de carga.40V a 99 PSI. existen dos grandes categorías como son: Celda de carga de inflexión (Dending Beam) Celda de carga por presión lateral (Shear Beam) Existen ciertos requerimientos para un correcto funcionamiento de las celdas: Se debe evitar fuerzas laterales.45V a 0PSI y 5. La deformación producirá un cambio en la resistencia eléctrica proporcional a la carga. HD20V4T 10BG 4. La nivelación en la superficie de operación es un aspecto importante para la presión del sistema. de torsión o de curvatura.45V a 99PSI. El peso aplicado a la celda de carga ya sea por compresión o por tensión produce una deflexión en la viga lo cual introduce tensión a las galgas. El indicador debe Dirección: Ladrón de Guevara E11-253 Teléfono: (02) 2976300 Ext.3 Consultar las características principales y forma de conexión de una celda de carga 4.4 Diseñar un circuito acondicionador e indicador de dos displays de 7 segmentos o LCD que muestren el valor de la presión para el transmisor de presión HD20V4T 10BG.2209 Correo: coord. TRABAJO PREPARATORIO 4. Se debe proteger a la celda de carga en contra de fuentes de calor radiante. 4.electronica. Este transmisor entrega un voltaje de 0V a 0 PSI. y una distribución uniforme de la carga si se está usando un grupo de celdas.5 Diseñar un circuito acondicionador e indicador de dos displays de 7 segmentos o LCD que muestren el valor de la presión para un transmisor de presión de las siguientes características: entrega 0.edu. Una celda de carga es un transductor que convierte el peso de un objeto colocado sobre esta en una señal eléctrica. T-68075-10 Cole-Parmer b. y un voltaje de 3. Realizar un diagrama de bloques del sistema y simular el circuito diceñado 4. colocación vertical del peso. PSIA y PSID? 4. El peso debe ser aplicado en la dirección de la carga de la celda.control@epn. para que mida hasta 99 psi. Aun sobrecargas transitorias pueden dañar al elemento.Ecuador .1 ¿Cuál es la diferencia de los siguientes términos: PSIG. Esto incluye nivelación horizontal.2 Consultar las características de los siguientes sensores de presión: a. Esta conversión se alcanza por la deformación física de galgas extensiométricas. El peso no debe estar colocado en un marco soporte para evitar derivaciones de fuerza No hay que sobrecargar la celda durante el proceso de montaje.ec Quito . se muestre una variación de 0 a 99% de peso aplicado en la celda.ec Quito .2 Recopilación de los resultados obtenidos en la práctica Dirección: Ladrón de Guevara E11-253 Teléfono: (02) 2976300 Ext.8 Diseñar y presentar un diagrama de bloques de un circuito transmisor de voltaje para la celda de carga disponible en el laboratorio.2209 Correo: coord. Realizar un diagrama de bloques del sistema y simular el circuito diceñado 4.control@epn. EQUIPO Y MATERIALES Fuente DC Osciloscopio Multímetro Digital Sensor T-68075-10 Cole-Parmer Sensor HD20V4T 10BG Celdas de carga Compresor Balanza electrónica 6.electronica. PROCEDIMIENTO 6.8 Cada grupo deberá traer armado un circuito de acondicionamiento para la celda de carga a su elección.4 a su elección para ser probado en el laboratorio. mostrar el dato de la presión de 0 a 99psi.edu. INFORME 7. b) El voltaje de salida de la celda sin carga es de 36mV y alcanza un voltaje de salida máximo 100mV (Voltaje de alimentación 10V). Serie LCK b. Serie LCDA d. 4.3 0 4. a) El voltaje de salida de la celda sin carga es de 8mV y alcanza un voltaje de salida máximo 60mV (Voltaje de alimentación 10V). 7. Serie LCCA c.6 Armar el circuito del literal 4.1 En la práctica se probarán los circuitos diseñados y se tomaran valores del acondicionador de señal. Serie LCL 4. para el sensor de presión se lo hará cada 10 PSI y para el sensor de peso de manera discreta. en los cuales.Ecuador . 4. De tal manera que se pueda visualizar en dos displays de 7 segmentos.7 Consultar las características de los siguientes sensores de peso (OMEGA): a.1 Presentación de los circuitos implementados con valores. 7. 5. 7.edu.ec Quito . 2010 [2] www.A.com Responsable: Ing. Barcelona .3 Análisis de resultados y cálculo de errores. Instrumentación [email protected] Conclusiones y Recomendaciones 7. 7.7 Bibliografía 8. Luis Morales. rangos de medida y costos. marca. 7. aplicaciones.5 Consultar tres tipos de balanzas comerciales. salidas. características. REFERENCIAS [1] Creus A. MSc Dirección: Ladrón de Guevara E11-253 Teléfono: (02) 2976300 Ext. salidas. aplicaciones.España.. Indicar características: cómo funcionan.omega.4 Consultar dos tipos de sensores de presión diferencial y dos tipos de sensores de presión absoluta.2209 Correo: coord. Marcombo S. Incluir la fotografía de cada sensor. rangos de temperatura y costos. Indicar cómo funcionan.Ecuador . 7.