UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICOFACULTAD DE INGENIERA

LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE CONTROL

PRCTICA NO. 7

CONTROL DE TEMPERATURA - INTRODUCCIN

FECHA DE REALIZACIN: 8 DE ABRIL 2014

FECHA DE ENTREGA: 29 DE ABRIL 2014Nombres:Hernndez Reyes Daniel ErnestoVega Ruz Juan CarlosGrupo: 3

Objetivos: Al concluir la prctica el alumno conocer cada elemento de los mdulos G34 y TY34/EV y ser capaz de alambrarlo correctamente. Se familiarizar con el uso de los transductores de temperatura y sus caractersticas.Material y equipo: 1 fuente PS1/EV 1 fuente PS2A/EV 1 Mdulo de Temperatura TY34/EV y controlador G34 1 multmetro 1 Juego de cables B-B chicos para conexin. 2 cables de alimentacin. 1 Transductor STT 1 Transductor RTD 1 Transductor THC 1 multi-contacto.Desarrollo de la prctica:Para el desarrollo de la prctica se utilizar un sistema que consta de dos mdulos, el mdulo G34 y el mdulo TY34/EV.Como se observa en la figura 1, este mdulo se compone a su vez de un conjunto de ocho bloques, que representan a otros tantos circuitos electrnicos los cuales realizan cada uno una funcin muy concreta. Dicha figura muestra tambin las conexiones que unen los diferentes bloques, as como los puntos de medicin.En esta prctica slo se observarn las caractersticas del transductor de semiconductor (STT). Debido a que el transductor utilizado es de tres hilos, se ha adaptado un amplificador diferencial para minimizar el valor resistivo de los alambres del transductor. El equipo est provisto tambin de un indicador de sobretemperatura, de este modo cada que se rebase la temperatura de 150C se encender un indicador y se tendr que apagar la fuente de calor donde se encuentra el transductor.Este acondicionador de seal proporciona un rango de voltajes de 0 y 8 V que corresponden a los rangos de temperatura entre 0 y 150C respectivamente y como la salida del transductor debe ser lineal entonces la constante de proporcionalidad que se obtiene de la relacin entre el voltaje y la temperatura es:Cte. De proporcionalidad=53.3 mV/CEn el mdulo TY34/EV se encuentran ubicados los transductores as como la resistencia calefactora y el ventilador de enfriamiento como se muestra en la siguiente figura.

Normalmente no es posible manipular la magnitud de la seal elctrica de salida de un transductor, ya sea porque el campo de medicin no sea el deseado, la potencia de la seal proporcionada es demasiado baja, o bien porque no es compatible con la etapa a la que se pretende conectar, debido a esto el transductor se le debe acoplar una etapa de acondicionador de la seal. Cabe mencionar que la presencia del transductor constituye un elemento de perturbacin en el proceso que se pretende analizar.Transductor de semiconductor (STT)En este tipo de transductores de temperatura se aprovecha la gran sensibilidad que tienen los semiconductores a la temperatura. Aunque ofrecen un rango de temperatura ms alto que el de otros transductores y tienen un costo inferior cuentan con una linealidad menor.Normalmente, la conexin entre el transductor y su correspondiente acondicionador de seal es de dos hilos, cuando vara la temperatura de los cables de conexin el valor de la resistencia total del transductor ms los cables cambia, sin embargo en la mayora de casos el error producido por la resistencia de los cables es despreciable.Todos los cables que salen del transductor son del mismo material y tienen la misma longitud de tal forma que su resistencia es la misma, por lo tanto, con un amplificador diferencial podr obtenerse un voltaje que depende solamente de la resistencia. Fsicamente estos transductores tienen la apariencia de una resistencia de watt o de un diodo de seal normal. Las caractersticas del transductor son: Resistencia nominal: 1000 (25C, 1 mA) Rango de temperaturas: -55 a 175 C Tolerancia mxima: 1% Coeficiente de temperatura: 0.75%/CSe verificaron las conexiones descritas en la prctica, al pie de la letra. Se procedi a encender las fuentes PS1/EV y PS2A/EV. Se llen la siguiente tabla, tomando lecturas de temperatura en el display del bloque TEMPERATURE METER del mdulo G34 y de voltaje en el multmetro.Temperatura (C)Voltaje (V)

Ta= 270

301.675

402.139

502.637

603.168

703.7

804.235

904.763

1005.36

1105.81

1206.339

1306.87

1407.4

1508

Hoja de resultados:1.- Cul es el objetivo de la prctica?Adems de conocer el funcionamiento del mdulo G34 y de la planta TY34/EV, se observ la importancia de los transductores, en este caso como caracterizar un sensor SST que est formado por un semiconductor. Los transductores nos permiten censar, transformar seales fsicas de un tipo a otro tipo. En este caso se transforman seales de temperatura a seales elctricas. En esto, es importante considerar una constante de proporcionalidad que lo da el acondicionador, y que nos dice una equivalencia, entre las seales fsicas de tipo de temperatura, para convertirlas a seales de tipo elctrico, que posteriormente es procesado por el mdulo G34.2.- Para qu sirve la etapa de acondicionamiento de un transductor?Sirve, como ya se menciono, para transformar por medio de equivalencias, una seal de temperatura a una seal elctrica, y de esta forma, que el controlador pueda saber lo que mide el sensor y conforme a ello, determinar una entrada o un controlador mismo de PID.3.- Elabore una grfica con los datos en la tabla.4.- Trazar una curva que se aproxime a todos los puntos de la grfica de la pregunta 3. (Curva caracterstica del transductor). Realizando la regresin lineal de los puntos datos por la tabla, usando Matlab, de obtiene:>> T=30:10:150;>> V=[1.675,2.139,2.637,3.168,3.7,4.235,4.763,5.36,5.81,6.339,6.87,7.4,8];>> plot(T,V,'bo')>> p=polyfit(T,V,1)p =

0.0528 0.0271>> x=0:0.001:200;>> y=p(1)*x+p(2); hold on>> plot(x,y,'r')>> grid>> title('Temperatura vs Voltaje')>> xlabel('T [C]')>> ylabel('V [V]')

De la regresin lineal se obtiene que la pendiente y la ordenada al origen son:

La pendiente indica la constante de proporcionalidad del transductor, que es:

9.- ConclusionesEn esta prctica observamos la importancia de los transductores y conocimos tres tipos de transductores para censar la temperatura de un medio, sus caractersticas y con ello saber cul es el ideal dependiendo de la aplicacin. Observamos la importancia del acondicionador, que acondiciona la respuesta fsica del sistema, pasando de seales de temperaturas a elctricas por medio de equivalencias, que son establecidas por la constante de proporcionalidad. Del experimento obtuvimos un valor de constante de proporcional muy cercano al valor terico, con lo cual tambin aprendimos a como caracterizar a un transductor y con forme a ello establecer las equivalencias.