1. Tema: Caracterstica esttica de un sensor analgico de presin.

2. Objetivos:

Aprender el comportamiento de un sensor analgico de presin por medio de la medicin

y comparacin de las curvas caractersticas de la tensin y la corriente.

3. Teora. Hay tres tipos de medidas de

presin que normalmente se realiza:

presin absoluta, presin relativa o de

instrumento y presin diferencial. La

presin absoluta es la presin con respecto

al vacio perfecto, la presin relativa es la

tomada contra la presin atmosfrica y la

diferencial es con respecto a otra presin

conocida.

La forma mas conocida de los sensores de

presin es aquella que considera la

deformacin de elementos elsticos frente

a la presin aplicada o el movimiento que

la deformacin permite, pero tambin se

utilizan otros principios como la variacin

de capacitancia o la piezoelectricidad. Los

sensores de presin de deformacin

vienen en forma de tubos cerrados

(Bourdon) y membrana. Para poder

obtener una seal elctrica de estos se

puede utilizar potencimetros asociados a

mecanismos (en el caso de los de

Bourdon), LVDTs o galgas extensiomtricas

(en los de membrana).

4. Trabajo preparatorio.

a. Determine los mecanismos utilizados para transmitir el movimiento en un manmetro de

Bourdon y las ecuaciones de un manmetro de membrana circular.

b. Consulte la diferencia entre sensores, transductores y transmisores.

Trabajo Preparatorio

a. Determine los mecanismos utilizados para transmitir el movimiento en un manmetro de Bourdon y

las ecuaciones de un manmetro de membrana circular.

Tubo de Bourdon

El mtodo ms usual para medir presiones es por medio del barmetro de Bourdon, que consiste en un

tubo aplanado de bronce o acero curvado en arco. A medida que se aplica presin al interior del tubo,

ste tiende a enderezarse, y ste movimiento se transmite a un cuadrante por intermedio de un

mecanismo amplificador adecuado. Los tubos Bourdon para altas presiones se hace de acero . Puesto

que la exactitud del aparato depende en gran parte del tubo, slo deben emplearse tubos fabricados de

acuerdo con las normas mas rigurosas y envejecidos cuidadosamente por el fabricante. Es costumbre

utilizar los manmetros para la mitad de la presin mxima de su escala , cuando se trata de presin

fluctuante, y para los dos tercios de ella, cuando la presin es constante. Si un tubo Bourdon se somete

a presin superior a la de su lmite y a presiones mayores que las que actu sobre l en el proceso de

envejecimiento, puede producirse una deformacin permanente que haga necesaria su calibracin.

Los manmetros en uso continuo, y especialmente los sometidos a fluctuaciones rpidas y frecuentes de

presin, deben verificarse repetidas veces. Un procedimiento cmodo para hacerlo consiste en tener un

manmetro patrn exacto que pueda conectarse en cualquier punto de la tubera en la que est unido

el manmetro regular y efectuar comparaciones. A intervalos regulares debe confrontarse el

manmetro patrn con el manmetro de peso directo o contrapesos. El manmetro de Bourdon es

completamente satisfactorio para presiones hasta de unas 2000 atm, siempre que sea suficiente una

exactitud de 2 a 3 por ciento. Estos

manmetros se encuentran en el comercio con lecturas mximas en sus escalas de unos 7000 Kg / cm.

Para cualquier tipo de carga, la relacin entre la carga y la deformacin es una constante del material,

conocida como el mdulo de Young: E=Carga/e . Por ende, si la constante de deformacin es conocida,

se puede obtener la carga segn:

Carga = E*e

De modo que frente a deformaciones pequeas de materiales elsticos, ser posible obtener una

cuantificacin reproducible de las cargas (fuerzas) solicitantes.

El manmetro de Bourdon depende, precisamente, de la elasticidad de los materiales utilizados en su

construccin. Este manmetro, tal vez el ms comn en plantas de procesos que requieran medicin de

presiones, consiste de un tubo metlico achatado y curvado en forma de "C", abierto slo en un

extremo.Al aplicar una presin al interior del tubo (se le infla, por ejemplo) la fuerza generada en la

superficie (rea) exterior de la "C" es mayor que la fuerza generada en la superficie interior, de modo

que se genera una fuerza neta que deforma la "C" hacia una "C" ms abierta.

Esta deformacin es una medicin de la presin aplicada y puede trasladarse a una aguja indicadora

tanto como a un sistema de variacin de resistencia o campos elctricos o magnticos.

El tubo Bourdon es un tubo de seccin elptica que forma un anillo casi completo y el tubo se encuentra

cerrado en un extremo.

Al aumentar la presin dentro del tubo, este se deforma, y el movimiento se transmite a la aguja

indicadora.

Empricamente se halla el tubo adecuado al rango de presin deseado.

El elemento en espiral se forma arrollando el tubo Bourdon en forma de espirar alrededor de un eje

comn.

En el helicoidal se aplica el mismo concepto, pero slo que en forma de hlice.

Con estas caractersticas se obtiene una mayor longitud de desplazamiento de la aguja indicadora,

favoreciendo su aplicacin a sistemas registradores.

b. Consulte la diferencia entre sensores, transductores y transmisores.

La diferencia reside principalmente en la amplificacin de la seal. Un transductor emite seales sin

amplificar como 2 mV o 10 mV. Normalmente se trata de un producto para OEM, adaptada a la aplicacin

concreta y fabricado en grandes cantidades. En muchos casos es el cliente que realiza la amplificacin de

seal para su posterior transmisin a la unidad de indicacin y/o control.

La tarea de un transmisor en cambio consiste en amplificar dicha seal y convertirla en una seal

estandarizada y habitual en la industria como por ejemplo 420 mA o a veces 010 V. Se trata de un

dispositivo estandarizado compuesto por sensor, conexin a proceso, conexin elctrica y caja de

proteccin.

5. Equipo necesario.

a. Transmisores de presin

b. Fuente de presin

c. Distribuidor de presin.

d. Unidad de conmutacin

e. Selector de salida.

f. Fuente de poder.

g. 2 multmetros digitales

h. Cables

6. Procedimiento.

a. Ensamble el circuito neumtico y el elctrico indicado en las figuras:

b. El multmetro g1 le configuramos para medir voltaje continuo, y el g2 para medir

corriente continua. Con el selector e en 0, observamos en g1 el voltaje de salida del

transmisor 10V/20mA y con e en 1 el voltaje de salida del transmisor 5V/20mA.

El voltaje que entrega el transmisor 10V/20mA, corresponde numricamente a la

presin aplicada en los sensores a travs de c (el sensor entrega 1V por cada bar de

presin). Por lo tanto el transmisor 10V/20mA es nuestro manmetro de referencia.

c. A travs de la unidad de mantenimiento regulamos la presin de entrada a los

transmisores desde 0 a 6.5 BAR en intervalos de 0.5. Comprobamos estos valores a

travs del manmetro de referencia.

d. Antes de encender la fuente verifique que los cables de salida de los transmisores

ingresan a los bornes correctos del multmetro y que los rangos del multmetro estn

bien seleccionados. Leemos los valores de corriente y voltaje, que arroja el transmisor

de 5V/20mA y los anotamos en la Tabla No.1 de la hoja de resultados.

e. Pida a la persona que dirige la prctica que le coloque una presin a travs de la

unidad de mantenimiento. Lea el voltaje y la corriente entregada por el sensor bajo

prueba (5V/20mA). Lea el valor de presin que indica el manmetro de la unidad de

mantenimiento.

7. Informe de laboratorio. En el informe de laboratorio hay que incluir, adems a los puntos

comunes del informe, los valores tomados del experimento, las curvas caractersticas grficas

PresinVoltaje y Presin Corriente y la determinacin del valor de la presin ingresada en el

punto e del procedimiento a partir de las curvas caractersticas.

Valores Obtenidos en la prctica

Voltaje (V) Presion(bar)

0,0168 0

0,702 0,5

0,984 1

1,435 1,5

1,91 2

2,42 2,5

2,908 3

3,336 3,5

Conclusiones:

En esta prctica de acuerdo al circuito neumtico al aumentar la presin vemos como aumenta el

voltaje de salida adems de que a pesar de que se peda llegar hasta una presin de 6.5 bar esto no fue

posible y solo se lleg a 3.5 dado de que en 3.5 es la presin mxima que se pudo ejercer.

Bibliografa:

Gua del Ingeniero Luis Echeverra

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 1 2 3 4

Presion VS Voltaje

Presion VS Voltaje

Anexos: