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Unidad 1 Instrumentacion

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Fase 1 – Identificación de Sensores y Contextualización del Proyecto

Presentado por:

Trabajo presentado en el curso:


Instrumentación

Director de curso:
Diego Fernando Nava

Universidad Nacional Abierta Y a Distancia Unad


Escuela De Ciencias Básicas, Tecnología E Ingeniería
Programa De Ingeniería Electrónica
2024
Desarrollo de la actividad
Medición de variables en un invernadero: Suponga que trabaja para una compañía de
invernaderos de melón, cuyo objetivo es tener los cultivos en óptimas condiciones para el
crecimiento de esta fruta. La empresa se encuentra a una altitud de 1000 m.s.n.m., y
monitorea variables como humedad del medio ambiente, humedad del terreno del cultivo,
temperatura, pH y luz ultravioleta.
La temperatura óptima de germinación está entre 20ºC y 30ºC, por fuera de este rango no
existe posibilidad de que el cultivo prospere.
El área del invernadero es de 30 metros de largo por 20 metros de ancho.
Su asignación es presentar trabajando en equipo con cuatro compañeros, una selección,
diseño y prueba de sensores que permitan interpretar las condiciones ambientales de
temperatura mediante el uso adecuado de Termistores o Detectores de Temperatura
Resistivos (RTD) dentro del invernadero.
Paso 1: cada estudiante debe elaborar un diagrama de flujo que represente el sistema de
medición y control de temperatura utilizando una herramienta de la web 2.0. El diagrama
debe mostrar todas las etapas del sistema propuesto. Posteriormente, como grupo
colaborativo deben compartir sus propuestas en el foro de la Fase 1, dejando como
evidencia la discusión sobre los diferentes criterios utilizados para seleccionar el mejor
sistema de monitoreo que consideren en consenso representa al grupo.
Paso 2: seleccionar un sensor de bajo costo que cumpla con lo solicitado en el proyecto. Cada
estudiante propone un sensor de temperatura tipo RTD o Termistor que permita medir la
temperatura de acuerdo con los requerimientos del invernadero. Posteriormente debe
diligenciar la Tabla 1 denominada: caracterización de sensores. En el tipo de sensor debe
indicar si es activo, pasivo, resistivo, capacitivo o inductivo, en principales características debe
de consultar las especificaciones proporcionadas por el fabricante entre las cuales pueden ser:
dimensiones, rango de medición, curva o tabla de respuesta, corriente máxima en estado
estable, voltaje de operación y cualquier otra característica que se considere relevante para su
funcionamiento
Tabla 1 caracterización de sensores

Nombre Tipo de Principales Imagen Enlace de consulta


estudiante sensor características
Edwin Pt100 tipo Material níquel chrome-extension://

alexander rojo resistivo Rango de medición 0°C efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/


https://
marmolejo A 100°C
instrumentacion.webcindario.com/
Dimensión 5*50mm
Tabla%20Pt100.pdf
Precisión +0.15 -0.15
Hilos 3
Termopar Material níquel cromo- chrome-extension://
tipo k niquel silicio efaidnbmnnnibpcajpcglclefindm
Rango 0-400°C kaj/https://www.unirioja.es/cu/
Dimensiones M6*1.25 lzorzano/Emfk_c.pdf
Precisión +1.5 -1.5
Hilos 2
Modelo wrnt-02

Pt100: es un tipo de sensor de temperatura RTD (dispositivo termo resistivo) consiste en e un


alambre de platino que a 0°c son 100ohmios, a medida que la temperatura va cambiando de
igual forma aumenta el valor de ohmios en el sensor.
La señal generada es ohmios
Termopar tipo K: resistencia que varía con el cambio de temperatura hay 2 tipos
 NTC resistencia disminuye con el cambio de temperatura
 PTC la resistencia aumenta con el cambio de temperatura
La señal de salida es en milivoltios que aumenta cuando la temperatura aumenta
Paso 3: De manera individual y de acuerdo con el sensor que cada estudiante consultó y
seleccionó, se realiza un circuito en equilibrio empleando un puente de Wheatstone que
permita iniciar con la medición de la variable. Tenga en cuenta que para efectos prácticos
debe equilibrar el puente a la temperatura ambiente promedio de la zona en donde reside,
por ejemplo, si es la ciudad de Pasto, se recomienda usar una temperatura de equilibrio de
14°C.

Para este paso 3 vamos a trabajar con los siguientes valores

Temperatura 23°c

Ohmios 109.34Ω

Rx= 109.34Ω Vin = 9v

Calculo resistencia R3

R3 + 109.34Ω = 9v / 2mA

R3 = 9V / 2mA - 109.34Ω

R3 = 4500Ω -109.34Ω

R3 = 4390 Ω = 4390/1000 =

R3 = 4.39KΩ

R3 = R1
Calculo resistencia R2

Rx = R2 * R3 / Rx

109.34Ω = R2 * 4.39KΩ / 4.39KΩ

R2 = 109.34Ω

Calculo voltaje salida punto A y B

Vba = Vin (Rx / R3 + Rx) – Vin ( R2/ R1+R2)

Vba = 9v (109.34Ω / 4.39KΩ + 109.34Ω) – 9v ( 109.34Ω / 4.39KΩ + 109.34Ω)

Vba = 9 (0.96) – 9 (0.96)

Vba = 8.72 – 8.72

Vba = 0
Cuando hay 55°C según tabla PT100 esto equivale a 120.934Ω

Vba = Vin (Rx / R3 + Rx) – Vin ( R2/ R1+R2)

Vba = 9v (120.934Ω / 4.39KΩ + 120.934Ω) – 9v ( 109.34Ω / 4.39KΩ + 109.34Ω)

Vba = 9 (0.96) – 9 (0.96)

Vba = 8.72 – 8.72

Vba = 0
Conclusiones
 Un puente Wheatstone es un circuito electrónico usado para calcula el valor de unas
resistencias desconocidas para poder llevarlo a un punto de equilibrio en el cual
arroja una lectura de 0v
 Se realizan los cálculos pertinentes para hallar los valores resistivos a usarse en el
puente Wheatstone
 Se reconoce el momento en que se encuentra en equilibrio nuestro puente
 Se identifican tipos de sensores de temperatura característica, uso señales de salida
de cada uno

Referencias bibliográficas

 Software proteus 8 profesional


 Granda Miguel, M. y Mediavilla Bolado, E. (2015). Instrumentación electrónica:
transductores y acondicionadores de señal. Editorial de la Universidad de Cantabria
(pp 36-45). https://elibro-net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/53391?
page=36
 García Gutiérrez, L. (2014). Instrumentación básica de medida y control. AENOR -
Asociación Española de Normalización y Certificación (pp 14-91). https://elibro-
net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/53600?page=14
 Circuitos eléctricos en equilibrio
Vallejo Valencia, M. (2022). Introducción a la adquisición y acondicionamiento de
señales. Instituto Tecnológico Metropolitano (pp. 106 – 121). https://elibro-
net.bibliotecavirtual.unad.edu.co/es/ereader/unad/216779?page=106
UNAD. (2014). Instrumentación y mediciones. (pp. 1 - 38).
http://hdl.handle.net/10596/4960
Camelo, E. F. (2018). 203038 - Circuitos Eléctricos en Equilibrio.
[Objeto_virtual_de_Información_OVI]. Repositorio Institucional UNAD.
https://repository.unad.edu.co/handle/10596/22848.

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