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• Mauricio Emilio Arotingo Reyes

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CONTROL DE PROCESOS

Laboratorio N°2 “Transductores de Presión”

Integrantes: Atoche Cruz, Jorge Luis Chipana De la Cruz, David Cosme Flores, Anthony Freddy

Sección: C14 – 6 – B Fecha de realización: 18 de marzo de 2013 Fecha de entrega: 25 de marzo de 2013

OBJETIVOS

 Medir la salida de distintos transductores de presión: I, V mV.  Dibujar la función de transferencia de los transductores utilizados.  Determinar una relación entre la salida y la entrada del transductor

2

FUNDAMENTO TEORICO

Fig.1 Transductor de presión

Un transductor de presión es un dispositivo formado por un sensor y un transmisor que permite sensar la presión y obtener una señal normalizada, que puede ser: Corriente, voltaje, frecuencia, u otro tipo de señales. Todo transductor de presión requiere de una fuente de alimentación para poder dar una señal que represente a la presión medida

3

EQUIPOS Y MATERIALES Cant.

Descripción

01

Transductor PX 605

01

Transductor PX 242

01

Transductor PX 236

01

Convertidor I/P

01

Fuente de alimentación y generador de corriente

01

multímetro

01

Resistencia de precisión

4

PROCEDIMIENTO 1) Para el transductor PX 605, de presión a corriente realizar lo siguiente. a) Alimentar con 24VDC, entre los terminales ROJO (+) Y NEGRO (-). b) Conectar un mili-amperímetro y una resistencia de carga, como indica la figura 2. c) Ingresar presiones (0 a 30 psi), para variar la salida del transductor (4 a 20 mA). d) L l e n ar la tabla 1 con estos datos

Fig. 2 Conexionado del transductor PX 605

Pi (psi)

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

Io (mA) ascendente

4.07

5.64

7.3

8.9

10.4

12

13.48

15.05

16.95

18.15

19.75

Io (mA) descendente

4.09

5.52

7.2

8.82

10.39

11.91

14.93

14.93

16.5

18.1

19.75

Tabla N° 1 PX 605

5

a) El rango de entrada : 4.07-19.75 m A b) El rango de salida : 4.09-19.75 mA c) La grafica de Io VS Pi

Io vs Pi

I 35

Io descendente

30 25

Io ascendente

20 Linear (Io descendente) y = 1.9093x - 7.8578 Linear (Io ascendente) y = 1.8903x - 7.7079

15

10 5 0 -5 0

5

10

15

20

25

mA

Se observa que la gráfica representa a una recta y además existe una variación entre los valores de tomados en forma ascendente y descendente. d) La sensibilidad La sensibilidad viene a ser la pendiente de la recta de la gráfica anterior, la sensibilidad viene a ser 1.8903 m A/ psi e) La linealidad psi

Io (teorico)

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

4 5.6 7.2 8.8 10.4 12 13.6 15.2 16.8 18.4 20

Io (practico) 4.07 5.64 7.3 8.9 10.4 12 13.48 15.05 16.95 18.15 19.75

∆ 0.07 0.04 0.1 0.1 0 0 -0.12 -0.15 0.15 -0.25 -0.25

6

Para hallar la linealidad se obtuvo la máxima diferencia entre el valor teórico y el valor práctico, 0.25. SPAN =16 Luego se procedió a hallar la linealidad: 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =

f) La histéresis

psi 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

Io (asc) 4.07 5.64 7.3 8.9 10.4 12 13.48 15.05 16.95 18.15 19.75

±0.25 𝑥 100% = 1.5625% 16

Io (desc) 4.09 5.52 7.2 8.82 10.39 11.91 13.93 14.93 16.5 18.1 19.75

∆ 0.02 -0.12 -0.1 -0.08 -0.01 -0.09 0.45 -0.12 -0.45 -0.05 0

Para hallar la histéresis se halló la máxima diferencia entre los valores ascendentes y descendentes tomados con anterioridad, 0.45. 𝐻𝑖𝑠𝑡é𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠 =

±0.45 𝑥 100% = 2.8125% 16

g) La ecuación que relaciona Io con pi Y= 1.8903x-7.7079

7

2) Para el transductor PX 242, de presión a corriente realizar lo siguiente. a) Alimentar con 8 VDC, entre los terminales ROJO (+) Y NEGRO (-). b) Ubicar un voltímetro entre los terminales Verde y Negro, como indica la figura 3. c) Ingresar diferentes presiones (0 a 15 psi), para variar la salida del transductor (1 a 6 V). d) Llenar la tabla 2 con estos datos.

Fig. 3 Conexionado del transductor PX 242

Pi (psi)

0

1.5

3

4.5

6

7.5

9

10.5

12

13.5

15

Vo (V) ascendente

1.1

1.73 1.93 2.46

2.87

3.47

3.75

4.2

4.6

5.05

5.52

Vo (V) descendente

1.29

1.66 2.12 2.54

3.02

3.31

3.88

4.3

4.7

5.05

5.52

Tabla N° 2 PX 242 a) El rango de entrada : 1.1-5.52V b) El rango de salida : 1.29-5.52V

8

c) La grafica de Vo VS Pi

Vo vs PSI

V 6 5 4

Vo (asc)

3

Vo (desc) 2

Linear (Vo (asc))

1

y = 0.2894x + 1.1641

0 0

5

10

15

20

PSI

d) La sensibilidad La sensibilidad viene a ser la pendiente de la recta de la gráfica anterior, la sensibilidad viene a ser 0.2894 V/PSI e) La linealidad

1

Vo (practico) 1.1

0.1

1.5

1.5

1.73

0.23

3

2

1.93

-0.07

4.5

2.5

2.46

-0.04

6

3

2.87

-0.13

7.5

3.5

3.47

-0.03

9

4

3.75

-0.25

10.5

4.5

4.2

-0.3

12

5

4.6

-0.4

13.5

5.5

5.05

-0.45

15

6

5.52

-0.48

psi

Vo (teorico)

0

∆

9

Para hallar la linealidad se obtuvo la máxima diferencia entre el valor teórico y el valor práctico, 0.48. SPAN =5 Luego se procedió a hallar la linealidad: ±0.48 𝑥 100% = 9.6% 5

𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =

f) La histéresis

psi

Vo (asc)

Vo (desc)

∆

0

1.1

1.29

0.19

1.5

1.73

1.66

-0.07

3

1.93

2.12

0.19

4.5

2.46

2.54

0.08

6

2.87

3.02

0.15

7.5

3.47

3.31

-0.16

9

3.75

3.88

0.13

10.5

4.2

4.3

0.1

12

4.6

4.7

0.1

13.5

5.05

5.05

0

15

5.52

5.52

0

Para hallar la histéresis se halló la máxima diferencia entre los valores ascendentes y descendentes tomados con anterioridad, 0.19. 𝐻𝑖𝑠𝑡é𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠 =

±0.19 𝑥 100% = 3.8% 5

g) La ecuación que relaciona Io con pi Y= 0.2894x+1.1641

10

3) Para el transductor PX 236, de presión a corriente realizar lo siguiente. a) Alimentar con 10VDC, entre los terminales ROJO (+) Y NEGRO (-). b) Ubicar un voltímetro entre los terminales Verde y Blanco, como indica la figura 4. c) Ingresar diferentes presiones (0 a 30 psi), para variar la salida del transductor (0 a 80 m V). d) Llenar la tabla 3 con estos datos.

Fig. 4 Conexionado del transductor PX 236

Pi (psi) 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Vo (mA) ascendente 0 8.6 16.6 24.7 32.3 39.9 47.7 55.2 67.8 70.8 78.9 Vo (mA) descendente 0.3 7.7 16.2 24.4 32 39.9 47.3 54.3 62.8 70.8 78.9 Tabla N° 3 PX 236 a) El rango de entrada : 0-78.9mV b) El rango de salida : 0.3-78.9mV

11

c) La grafica de Vo VS Pi

Vo vs PSI

mV 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Vo (acs) Vo(desc) Linear (Vo (acs)) y = 2.607x + 0.4045 Linear (Vo(desc)) y = 2.6464x + 0.5318 0

10

20

30

40 PSI

d) La sensibilidad La sensibilidad viene a ser la pendiente de la recta de la gráfica anterior, la sensibilidad viene a ser 2.607mV/PSI

e) La linealidad psi

Vo (teorico)

0

0

Vo (practico) 0

3

8

8.6

0.6

6

16

16.6

0.6

9

24

24.7

0.7

12

32

32.3

0.3

15

40

39.9

-0.1

18

48

47.3

-0.7

21

56

55.2

-0.8

24

64

62.8

-1.2

27

72

70.8

-1.2

30

80

78.9

-1.1

∆ 0

Para hallar la linealidad se obtuvo la máxima diferencia entre el valor teórico y el valor práctico, 0.48. SPAN =5

12

Luego se procedió a hallar la linealidad: 𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =

f) La histéresis

±1.2 𝑥 100% = 1.5% 80

psi

Vo (asc)

Vo (desc)

∆

0

0

0.3

0.3

3

8.6

7.7

-0.9

6

16.6

16.2

-0.4

9

24.7

24.4

-0.3

12

32.3

32

-0.3

15

39.9

39.9

0

18

47.3

47.3

0

21

55.2

54.3

-0.9

24

62.8

62.8

0

27

70.8

70.8

0

30

78.9

78.9

0

Para hallar la histéresis se halló la máxima diferencia entre los valores ascendentes y descendentes tomados con anterioridad, 0.9. 𝐻𝑖𝑠𝑡é𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠 =

±0.9 𝑥 100% = 1.125% 80

g) La ecuación que relaciona Io con pi Y= 2.607x+0.4045

13

4) Convertidor I/P. a) Alimentar al convertidor con 20 psi, Conectar la salida del convertidor con un manómetro. b)Calibre el convertidor ajustando el Zero y el Span, de modo que para una entrada de corriente de 4 a 20mA, la salida sea de 3 a 15 psi c) Variando la corriente de entrada de 4 a 20mA en forma ascendente y luego en forma descendente, llenar la tabla 4. d) Llenar la tabla 4 con estos datos.

I (mA) 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Po (psi) ↑ 3 4 5.8 7 8.6 10 11.5 13 15

I (mA) 20 18 16 14 12 10 8 6 4

Po (psi)↓ 15 13.4 11.8 10.2 8.4 6.8 5.2 3.7 2.2

Tabla N° 4 Convertidor I/P a) El rango de entrada : 3-15 psi b) El rango de salida : 2.2-15 psi

14

c) La grafica de Io VS Pi

Io vs psi

psi 16

Po (psi) ↑

14 12

Po (psi)↓

10 Linear (Po (psi) ↑)

8

y = 0.745x - 0.2844

6

Linear (Po (psi)↓)

4

y = 0.8075x - 1.1678

2 mA

0 0

10

20

30

d) La sensibilidad

La sensibilidad viene a ser la pendiente de la recta de la gráfica anterior, la sensibilidad viene a ser 0.745 PSI/m A

e) La linealidad I (mA)

Po (teórico) Po (psi) ↑

∆

4

3.0

3

0.0

6

4.5

4

-0.5

8

6.0

5.8

-0.2

10

7.5

7

-0.5

12

9.0

8.6

-0.4

14

10.5

10

-0.5

16

12.0

11.5

-0.5

18

13.5

13

-0.5

20

15.0

15

0.0

Para hallar la linealidad se obtuvo la máxima diferencia entre el valor teórico y el valor práctico, 0.5. SPAN =12

15

Luego se procedió a hallar la linealidad:

𝐿𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =

±0.5 𝑥 100% = 0.417% 12

f) La histéresis

psi

Po (psi) ↑

Po (psi)↓

∆

4

3

2.2

-0.8

6

4

3.7

-0.3

8

5.8

5.2

-0.6

10

7

6.8

-0.2

12

8.6

8.4

-0.2

14

10

10.2

0.2

16

11.5

11.8

0.3

18

13

13.4

0.4

20

15

15

0.0

Para hallar la histéresis se halló la máxima diferencia entre los valores ascendentes y descendentes tomados con anterioridad, 0.8. 𝐻𝑖𝑠𝑡é𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠 =

±0.8 𝑥 100% = 6.67% 12

g) La ecuación que relaciona Io con pi

Y= 0.745x+0.2844

OBSERVACIONES:

16



Tener cuidado al conectar los equipos y no cambiar la selección del multímetro cuando esta energizado.



El transductor PX 236, necesitó de ser ajustado con cinta aislante para poder medir de manera más sencilla los datos que se piden.



Se necesita tener mucho cuidado al retirar las conexiones de presión, de lo contrario al aplicarlo bruscamente existe posibilidades de averiarlo.



Al calibrar el convertidor I/P se debe de tener mucho cuidado, de lo contrario el equipo en lugar de calibrarse se descalabraría y seria ocuparía mayor tiempo el volver a calibrarse. CONCLUSIONES



Todo transductor necesita de una fuente de alimentación para poder funcionar de manera normal.



Los datos obtenidos de maneta ascendente

y descendente varían

dependiendo del estado de los equipos, no obstante siempre se presentar una pequeña variación entres esos datos.. 

Los transductores empleados si bien emplean la misma señal física (presión), las señales estándar son diferentes.



La sensibilidad, linealidad e histéresis dependen del estado del transductor y de sus características técnicas.

17

18