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• Cesar Alfredo Quille Mamani

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CONTROL DE PROCESOS CODIGO: AE6010

LABORATORIO N° 04 “SENSORES DE TEMPERATURA”

1.Alumnos:

2.3.-

Grupo

:

Semestre

:

Fecha de entrega

:

VI

Marco Arcos C. Hora:

Nota:

Nro. DD-106 Página 1 / 13

CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

App./Nom.:

I.

Grupo

Fecha:

04

Lab. Nº

OBJETIVOS:

II.



Identificar el principio de funcionamiento y características constructivas de un termopar.



Identificar el principio de funcionamiento y características constructivas de un RTD.



Interpretar tablas de referencia de termopares en general.

MATERIAL Y EQUIPOS:

III.



Cámaras térmicas.



RTD PT – 100.



Termopar tipo “J” y tipo “K”.



Multímetro



Display

INFORMACION TEORICA

Un termopar (también

llamado termocupla)

es

un transductor formado

por

la

unión

de

dos metales distintos que produce una diferencia de potencial muy pequeña (del orden de los mili voltios) que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado «punto caliente» o «unión caliente» o de «medida» y el otro llamado «punto frío» o «unión fría» o de «referencia» (efecto Seebeck). Normalmente los termopares industriales están compuestos por un tubo de acero inoxidable u otro material. En un extremo del tubo está la unión, y en el otro el terminal eléctrico de los cables, protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal).

Tipos 

Tipo K (cromel/alumel): con una amplia variedad aplicaciones, está disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. El cromel es una aleación de Ni-Cr, y el alumel es una aleación de NiAl. Tienen un rango de temperatura de –200 °C a +1372 °C y una sensibilidad 41 µV/°C aproximadamente. Posee buena resistencia a la oxidación.



Tipo E (cromel/constantán [aleación de Cu-Ni]: no son magnéticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico. Tienen una sensibilidad de 68 µV/°C.



Tipo J (hierro/constantán): su rango de utilización es de –270/+1200 °C. Debido a sus características se recomienda su uso en atmósferas inertes, reductoras o en vacío, su uso

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

App./Nom.:

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

continuado a 800 °C no presenta problemas, su principal inconveniente es la rápida oxidación que sufre el hierro por encima de 550 °C; y por debajo de 0 °C es necesario tomar precauciones a causa de la condensación de vapor de agua sobre el hierro. 

Tipo T (cobre/constantán): ideales para mediciones entre -200 y 260 °C. Resisten atmósferas húmedas, reductoras y oxidantes y son aplicables en criogenia. El tipo termopar de T tiene una sensibilidad de cerca de 43 µV/°C.



Tipo N (nicrosil [Ni-Cr-Si]/nisil [Ni-Si]): es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidación de altas temperaturas, y no necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S, que son más caros.

Por otro lado, los termopares tipo B, R y S son los más estables, pero debido a su baja sensibilidad (10 µV/°C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300 °C). 

Tipo B (Pt-Rh): son adecuados para la medición de altas temperaturas superiores a 1800 °C. Los tipo B presentan el mismo resultado a 0 °C y 42 °C debido a su curva de temperatura/voltaje, limitando así su uso a temperaturas por encima de 50 °C.



Tipo R (Pt-Rh): adecuados para la medición de temperaturas de hasta 1300 °C. Su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio quitan su atractivo.



Tipo S (Pt/Rh): ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1300 °C, pero su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibración universal del punto de fusión del oro (1064,43 °C).

Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen además una resolución menor. La selección de termopares es importante para asegurarse que cubren el rango de temperaturas a determinar.

04

(ESPECIFICAR PARA CADA PASO)

OTROS RIESGOS

MEDIDAS DE CONTROL

CARACTERÍSTICAS DE EQUIPOS Y HERRAMIENTAS:

Fecha:

12

6.

3.

AÑO

Sensores de Temperatura

11

10

9

8

7

6

5

4

3

5.

MES

EQUIPO DE TRABAJO

DIA

App./Nom.:

2

1

SESIÓN N°

TALLER 4.

AMBIENTE:

2.

1.

PASOS DE LA TAREA

(Apellidos y Nombres)

ALUMNOS

FIRMA FIRMA FIRMA

FIRMA

LABORATORIO

FECHA FIRMA FIRMA FIRMA

Nota:

DOCENTE:

TAREA:

ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS)

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Tema :

Lab. Nº

Grupo

04

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

App./Nom.:

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

04

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

App./Nom.:

IV.

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

PROCEDIMIENTO: (utilizar las tablas que se encuentran al final de este documento) 1.

CARACTERÍSTICAS DEL ELEMENTO TERMOPAR TIPO J y TIPO K. Proceda de la siguiente manera para el caso del termopar tipo J y tipo K: a. Registre en la siguiente tabla los potenciales obtenidos en los extremos del termopar, para un rango de temperatura entre 25 °C y 60 °C. b. Grafique los puntos registrados experimentalmente con color azul o verde y los valores nominales esperados con color rojo. c. Compare las gráficas y determine el potencial aportado por las uniones frías.

T (°C)

DDP

DDP (Nom.)

GRAFICAS TERMOPAR TIPO “J”

NOTA: No es necesario completar todas las casillas.

Explique a que se debe la diferencia entre los gráficos obtenidos: …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………

04

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

App./Nom.:

T (°C)

DDP

DDP (Nom.)

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

GRAFICAS TERMOPAR TIPO “K”

NOTA: No es necesario completar todas las casillas.

2.

CARACTERÍSTICA RESISTENCIA VS. TEMPERATURA DE UN RTD Pt-100

a. Registre en la siguiente tabla los valores óhmicos de la resistencia obtenidos en los extremos del RTD Pt100, para un rango de temperatura entre 25 °C y 60 °C (procure registrar 10 valores diferentes). Consigne simultáneamente los valores nominales esperados. b. Grafique los puntos registrados experimentalmente con color azul o verde y los valores nominales esperados con color rojo. c. Compare las gráficas y determine el error aportado por la resistencia del cable y/o los contactos defectuosos del ohmímetro.

T (°C)

R (Ohm)

R (Ohm Nom.)

NOTA: No es necesario completar todas las casillas.

GRAFICAS RTD Pt-100

04

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota: V.

a.

App./Nom.:

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

CUESTIONARIO

¿Diga en términos comparativos cuáles son sus conclusiones sobre los dispositivos estudiados? ¿Qué opina de la repetibilidad de estos dispositivos? ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

b.

¿Cuáles son los fenómenos físicos térmicos que ocurren en los termopares?

_________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________

c.

Proponga al menos una aplicación industrial para cada tipo de dispositivo estudiado y realice su diagrama eléctrico.

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota: VI.

App./Nom.: OBSERVACIONES, CONCLUSIONES Y APLICACIONES

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

04

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

Grupo

App./Nom.:

Fecha:

Sensores de Temperatura

PROYECTO SEMESTRE

Lab. Nº

GRUPO

FECHA LISTA DE MATERIALES

ITEM

DESCRIPCION

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 LISTA DE HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

UNIDAD CANT.

04

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

App./Nom.:

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

COSTO DE MATERIALES ITEM UNIDAD

DESCRIPCION

PRECIO CANT. UNIT. S/.

1

2

3

4

5

6

TOTAL S/.

PRECIO TOTAL S/.

04

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

App./Nom.:

TERMOCUPLA TIPO

J

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

04

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

App./Nom.:

TERMOCUPLA TIPO

K

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

04

Nro. DD-106 Página 13 / 13

CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores de Temperatura Nota:

App./Nom.:

RTD- PT 100

FIN DEL DOCUMENTO

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

04