UTPLEscuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual INFORME DE LABORATORIO 1: “RTDs” [Byron Ganazhapa] www.practicasenlabview.blogspot.com Fecha: 25/05/2012 Loja – Ecuador www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual 1. MEDICION DE TEMPERATURA: RTD PROBLEMA. Diseñar un circuito con Voltaje de salida lineal a la temperatura con un sensor de temperatura PT100. Parámetro Rango de medición Máximo error permitido Rango de Voltaje de Salida del circuito de acondicionamiento Resolución mínima Valor 10 °C a 90°C 1°C 0 V a 10 V 0.01 °C Diseñar el circuito para fuentes de alimentación disponibles por el ELVIS 2. PROCEDIMIENTO MATEMATICO Datos del problema Resistencia térmica del RTD, Resistencia térmica del RTD a 0°C, Coeficiente de temperatura, ( ( ( ) ) ) ( ( ) ) √ √ ( )( ) Puente de Winston R1 Va R3 Vb Vs + R2 Vcc Rt Fig. 1 circuito de alimentación del sensor mediante el puente de Wheatstone. www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual | | | | ( | ) ( )| ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) En Nuestro instrumenta de medición no consta de fuentes de voltajes elevados, para sus análisis practico se considerará un ( ) * ( ( ) ) ( ( ) ( ) ) + ( ) * ( ) ( ( ) ) ( ) + Acondicionamiento de señal Tabla 1 Tablas de acondicionamiento de voltajes. Ecuación de Instrumentación: www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual Fig. 2 Acondicionamiento de la salida de entada y salida ( ( ) ) Amplificador de Instrumentación: 15 V V1 + AO1 -15 V R R 2R -15 V -15 V 2R R R AO2 V2 15 V Fig. 3 Circuito de acondicionamiento y amplificación de señales con un amplificador de instrumentación AD620AN ( )( ) ( )( www.practicasenlabview.blogspot.com + + - Rg AO3 V01 15 V VREFERENCIA ) UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual ( ( ) ) Ecuación de Software: ( ( ) ) ( ( ) ) ) ( ) ( 3. SIMULACIONES 15V VBB R2 2.672kΩ 7 3 1 Rg 806.3Ω 8 R1 2.672kΩ U1 6 + U3 0.000 V SENSOR PT-100 2 Vcc 15 V R3 100Ω R6 R5 R7 J2 4 5 AD620AN DC 10MOhm V_Referencia R10 R9 R11 VDD -15V -1.25V 103.85Ω 107.7Ω 111.55Ω 119.25Ω 126.95Ω 134.65Ω 10°C 20°C 30°C 50°C 70°C 90°C Electronics Workbench 801-111 Peter Street Toronto, ON M5V 2H1 (416) 977-5550 Title: Simulacion_RTD_multisim Byron, Ricardo Desc.: Simulacion_RTD_multisim Document No: 0001 Date: 2012-05-20 Sheet 1 of 1 Revision: 1.0 Size: A Designed by: Checked by: Approved by: Fig. 4 Circuito de simulación a temperaturas dadas. Para Temperaturas de ( ) www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL ( ) ( ) Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual Fig. 5 Simulación del circuito a 10 °C Para Temperaturas de ( ) ( ) ( ) Fig. 6 Simulación del circuito a 20 °C Para Temperaturas de ( ) ( ) ( ) www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual Fig. 7 Simulación del circuito a 30 °C Para Temperaturas de ( ) ( ) ( ) Fig. 8 Simulación del circuito a 50 °C Para Temperaturas de ( ) ( ) ( ) www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual Fig. 9 Simulación del circuito a 70 °C Para Temperaturas de ( ) ( ) ( ) Fig. 10 Simulación del circuito a 90 °C Tabla 2 Tabla comparativa de voltajes de salida analíticos y simulados. Temperatura Voltaje de salida analítica Voltaje de salida simulada www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual 4. IMPLEMENTACION REAL Tabla 3 Tabla comparativa de temperaturas medidas y de referencia. Temperatura en el multímetro (DT5808) Voltaje de entrada a la DAQ (interfaz NI-ELVIS) Temperatura en el Software LabVIEW www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual Resultados Tabla 4 Tabla de errores. Temperatura Valores Calculados Valores Medidos Error % Error 5. LINEALIDAD Y EXACTITUD DEL SISTEMA ∑ ( ( (∑ ( ∑ ) (∑ )(∑ (∑ ) ( )( ) ) ) )(∑ ) (∑ ∑ (∑ )( ) ( ( ) )(∑ ) )( ) ) | | Error de linealidad | | www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual Fig. 11 Análisis de linealidad. EXACTITUD: | | | | 6. MEDICIONES PARA UNA TEMPERATURA ESTABLE, EN EL SOFTWARE Y EN EL INSTRUMENTO DE REFERENCIA: Tabla 5 Tabla comparativa de valores medidos y de referencia a una temperatura estable. Temperatura en el multímetro (DT-5808) Temperatura en el Software LabVIEW www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual 7. INCERTIDUMBRE DEL SISTEMA IMPLEMENTADO. ̅ ̅ ̅ La varianza experimental ∑( ̅ ) ∑ www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual ( ( ) ( ) ( ) ( ) ) ( ) En numero de mediciones es menor que 10, la incertidumbre de las mediciones se obtiene al multiplicar un factor de corrección por el valor de la varianza. √ (√ ) Incertidumbre de la interfaz de lectura: Resolución mínima de 0.01 ºC √ √ Incertidumbre del instrumento de referencia del rango de 24 °C es 0.24 °C para un nivel de confianza del 95%, k=2: Incertidumbre total del sistema: √ √ La incertidumbre expandida del sistema para un nivel de confianza del 95% (k=2), RTD; PT-100 www.practicasenlabview.blogspot.com UTPL Escuela de Electrónica y Telecomunicaciones Práctica de Instrumentación Virtual Multímetro DT_5808 www.practicasenlabview.blogspot.com