DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA
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DOCENTE:
Ing. Meythaler Eduardo
Latacunga JULIO /2013
Formar profesionales e investigadores de excelencia, creativos, humanistas, con capacidad de liderazgo, pensamiento crítico y alta conciencia ciudadana; generar, aplicar y difundir el conocimiento y proporcionar e implantar alternativas de solución a los problemas de la colectividad, para promover el desarrollo integral del Ecuador.
Líder en la gestión del conocimiento y de la tecnología en el Sistema Nacional de Educación Superior, con reconocimiento en América Latina y referente de práctica de valores éticos, cívicos y de servicio a la sociedad.
MISIÓN Y VISIÓN DE LA CARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
Formar profesionales e investigadores con una sólida base científica, técnica y humana, con conciencia social, respetuoso del medio ambiente, y liderazgo en los diversos contextos de actuación profesional y personal, siendo capaz de desarrollar de manera manera eficiente y con alta calidad calidad sus competencias profesionales, en la solución de los problemas técnicos inherentes a su ámbito y de esta manera contribuir al desarrollo del País. .
Líder en la gestión del conocimiento relacionado con la mecatrónica en el Sistema Nacional de Educación Superior, acreditada a nivel nacional con la práctica de valores éticos, cívicos y de servicio a la sociedad.
ÍNDICE DE CONTENIDOS:
CAPITULO I: FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA .......................................................... 7 MOTOR DE DOS TIEMPOS....................................................................................... 7 FUNCIONAMIENTO............................................................................................... 7 Fase de admisión-compresión ................................................................................... 7 Fase de explosión-escape .......................................................................................... 8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS .............................................................................. 9 Ventajas ..................................................................................................................... 9 Desventajas................................................................................................................ 9 CICLO DE UN MOTOR DE 2 TIEMPOS .................................................................. 9 PRIMER TIEMPO: COMBUSTION – EXPANSIÓN – ESCAPE ........................ 10 SEGUNDO TIEMPO: TRASPASO – ASPIRACIÓN – COMPRESIÓN ............. 11 CONSTITUCIÓN ....................................................................................................... 12
CAPITULO II: ACONDICIONAMIENTO DE LA PARTE MECÁNICA ........... 14 CAPITULO III: OBTENCIÓN DE LOS DATOS .................................................... 16 MICRO CONTROLADOR ........................................................................................ 16 TAMAÑO DE PALABRA ......................................................................................... 16 PROGRAMADORES................................................................................................. 16 DISPLAY.................................................................................................................... 17 TERMOCUPLA ......................................................................................................... 18 FUNCIONAMIENTO DE UNA TERMOCUPLA .................................................... 18 TIPOS DE TERMOCUPLA ....................................................................................... 18 PARTES DE UNA TERMO CUPLA ........................................................................ 20 AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACIÓN .................................................... 20 SIMULACIÓN ............................................................................................................ 22 PROGRAMACIÓN DEL PIC .................................................................................... 24
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES:
Ilustración 1: Fase de admisión y compresión .............................................................................. 8 Ilustración 2: Fase de explosión y escape ..................................................................................... 9 Ilustración 3: Primer tiempo........................................................................................................ 11 Ilustración 4: Segundo tiempo..................................................................................................... 11 Ilustración 5: Display .................................................................................................................. 18 Ilustración 6: Termocupla tipo J.................................................................................................. 19 Ilustración 7: Secuencia de una termocupla ................................................................................ 20 Ilustración 8: Amplificador de instrumentación.......................................................................... 21 Ilustración 9: Circuito Armado ................................................................................................... 22 Ilustración 10: Circuito en funcionamiento................................................................................. 23 Ilustración 11: Circuito de acondicionamiento de la termocupla................................................ 23 Ilustración 12: Valor de temperatura ........................................................................................... 24 Ilustración 13: Amplificador de Instrumentación ....................................................................... 26 Ilustración 14: Oscilador cristal de 4Mhz ................................................................................... 26 Ilustración 15: Pic 16f877A ........................................................................................................ 26 Ilustración 16: Circuito para el acondicionamiento de las termocuplas y visualizarlas en un Display ........................................................................................................................................ 27 Ilustración 17: LCD..................................................................................................................... 28 Ilustración 18: Visualización de las temperaturas en LCD ........................................................ 28
INTRODUCCIÓN Todas las motocicletas y la mayor parte de coches son propulsadas por motores de gasolina. Los que funcionan según de dos procedimientos posibles: de motor de cuatro tiempos o de motor de dos tiempos. Un motor de dos tiempos es también denominado motor de ciclos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico (admisión, compresión, explosión y escape) en dos movimientos lineales del pistón (una vuelta del cigüeñal). En este motor vamos a implementar un software que nos permita establecer gráficas de balances energéticos, utilizando un circuito con sensores los mismos que nos va a permitir medir la temperatura en varios puntos del motor. Para una breve verificación de las gráficas podemos compararlos con otros programas ya existentes.
INFORME DE PRÁCTICA DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE MATERIALES
TEMA: Acoplamiento de un dispositivo para obtener la gráfica del ciclo Otto de un motor de dos tiempos.
DEFINICIÓN Y JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA En la actualidad es necesario conocer el tiempo en el que se disipa la temperatura en un motor de combustión, ya que con esto podemos detallar la eficiencia sobre el trabajo que realiza el mismo, es por esto que con la implementación, circuitos y con un software específico nos mostrara el comportamiento y las escalas de medición para el ciclo de Otto.
OBJETIVOS:
Conocer las instalaciones de Petroecuador, refinería en Esmeraldas.
Informarse acerca de los procesos que aplican en el diario trabajo.
Socializar, en el ambiente de trabajo que podría ser el nuestro en un futuro no muy lejano.
CAPITULO I: FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA MOTOR DE DOS TIEMPOS El motor de dos tiempos, también denominado motor de ciclos, es un motor de combustión interna que realiza las cuatro etapas del ciclo termodinámico (admisión, compresión, explosión y escape) en dos movimientos lineales del pistón (una vuelta del cigüeñal). El rendimiento de este motor es inferior respecto al motor de 4 tiempos, ya que tiene un rendimiento volumétrico menor y el escape de gases es menos eficaz. También son más contaminantes. Por otro lado, suelen dar más par motor en la unidad de tiempo (potencia) para la misma cilindrada, ya que este hace una explosión en cada revolución, mientras el motor de 4 tiempos hace una explosión por cada 2 revoluciones, y cuenta con más partes móviles. En el pasado fueron sumamente populares por sus elevadas prestaciones en las motocicletas hasta una cierta cilindrada, ya que al aumentar ésta su consumo era excesivo. Éste tipo de motores se utilizan mayoritariamente en motores de poca cilindrada (ciclomotores, desbrozadoras, motosierras, etc), ya que es más barato y sencillo de construir, y su emisión de contaminantes elevada es muy baja en valor absoluto.
FUNCIONAMIENTO Fase de admisión-compresión El pistón se desplaza hacia arriba (la culata) desde su punto muerto inferior, en su recorrido deja abierta la lumbrera de admisión. Mientras la cara superior del pistón realiza la compresión (Figura 1), en el cárter la cara inferior succiona la mezcla de aire y combustible a través de la lumbrera. Para que esta operación sea posible el cárter tiene que estar sellado. Es posible que el pistón se deteriore y la culata se mantenga estable en los procesos de combustión.
Ilustración 1: Fase de admisión y compresión Fase de explosión-escape Al llegar el pistón a su punto muerto superior se finaliza la compresión y se provoca la combustión de la mezcla gracias a una chispa eléctrica producida por la bujía. La expansión de los gases de combustión impulsa con fuerza el pistón que transmite su movimiento al cigüeñal a través de la biela. En su recorrido descendente el pistón abre la lumbrera de escape para que puedan salir los gases de combustión (Ilustración 2) y la lumbrera de transferencia por la que la mezcla de aire-combustible pasa del cárter al cilindro. Cuando el pistón alcanza el punto inferior empieza a ascender de nuevo, se cierra la lumbrera de transferencia y comienza un nuevo ciclo. Es muy importante el buen diseño del tubo de escape, ya que el mismo en la etapa de compresión ayuda a mantener la mezcla dentro de la cámara de explosión y en la exhaustación ayuda a la pronta evacuación de los gases quemados. Para el barrido y expulsión de los gases procedentes de la combustión y la entrada de mezcla aire/combustible para el siguiente ciclo, hay dos sistemas: el Schnuerle, y el uniflujo.
Ilustración 2: Fase de explosión y escape VENTAJAS Y DESVENTAJAS Ventajas
El motor de dos tiempos no precisa de válvulas ni de los mecanismos que las mueven, por lo tanto es más liviano y de construcción más sencilla, resultando más económico.
Al producirse una explosión por cada vuelta del cigüeñal, desarrolla más potencia para una misma cilindrada y su par es más regular.
Pueden operar en cualquier orientación ya que el cárter no almacena el lubricante.
Son motores más ligeros y necesitan de menor mantenimiento, debido al menor número de piezas que los componen.
Mayor eficiencia termodinámica, al ser menor la cantidad de calor procedente de la combustión.
Desventajas
El motor de dos tiempos es altamente contaminante en su combustión se quema aceite continuamente, y nunca termina de quemarse la mezcla en su totalidad.
Al ser un motor cuyo régimen de giro es mayor, sufre un desgaste mayor que el motor de 4 tiempos.
Son menos eficientes económicamente que los motores de 4 tiempos debido al consumo de aceite y al mayor consumo de combustible.
CICLO DE UN MOTOR DE 2 TIEMPOS
En los motores de 2 tiempos, el ciclo operativo se realiza en dos carreras, por lo que la admisión del fluido activo debe efectuarse durante una fracción de la carrera de compresión, y el escape, durante una fracción de la carrera de trabajo. Para ello se verifique, es necesario que el fluido activo sea previamente comprimido para poder entrar en el cilindro y que el escape de los gases de combustión se realice por su propia presión. En el ejemplo de la figura la compresión previa del fluido se efectúa en la cámara de manovelismo o cárter por acción del pistón, que funciona como bomba por su parte inferior. La figura muestra cómo la distribución del fluido activo puede realizarse sin necesidad de válvulas, por medio del mismo pistón que abre y cierra, durante su carrera, los conductos de aspiración y de escape. El ciclo de 2 tiempos fue concebido para simplificar el sistema de distribución, eliminando y reduciendo el número de válvulas, y para obtener una mayor potencia a igualdad de dimensiones del motor. Con el motor de 2 tiempos se tiene una carrera útil por cada giro del eje cigüeñal. De este modo la frecuencia de la carrera útil y, por consiguiente, la potencia obtenida, resulta teóricamente el doble de la que se obtiene de un motor de 4 tiempos de igual cilindrada. Sin embargo, el aumento de la frecuencia de la carrera útil tiende a producir un calentamiento excesivo, y por ello, a producir una rotura de la película de aceite lubricante con peligro de averías en el pistón y en el cilindro. Por este motivo la velocidad del motor de 2 tiempos debe, ser en general un poco inferior a la necesaria para realizar el doble de la potencia.
PRIMER TIEMPO: COMBUSTION – EXPANSIÓN – ESCAPE Corresponde a la carrera de trabajo, que se inicia con el encendido y la combustión, y prosigue con la expansión hasta que el pistón abre las lumbreras de escape (Ilustración 3).
Ilustración 3: Primer tiempo Los gases de la combustión comienzan en este punto a salir por A a causa de su todavía elevada presión, creando en la masa fluida una corriente directa hacia la salida: inmediatamente después se abren las lumbreras de admisión C, y el fluido activo, empujado por la presión alcanzada en el cárter y arrastrado, además por la corriente de los gases de combustión que salen por A, entra en el cilindro. Se inicia así la fase de barrido y admisión, que comprende el resto de la carrera.
SEGUNDO TIEMPO: TRASPASO – ASPIRACIÓN – COMPRESIÓN Corresponde a la carrera de retorno del pistón al punto máximo superior. La primera parte está todavía dedicada a la fase de barrido y admisión, pero la segunda, a la fase de compresión. Antes de que la carrera esté terminada, el borde inferior del pistón deja libre la lumbrera B de entrada del fluido en el cárter; éste penetra por efecto de la depresión creada a causa del movimiento del pistón y es luego comprimido durante la carrera siguiente (Ilustración 4).
Ilustración 4: Segundo tiempo
CONSTITUCIÓN El motor de 2 tiempos está constituido por:
Pistón
Biela
Cigüeñal
La Culata, es muy sencilla ya que no dispone de válvulas y conductos únicamente se monta la bujía en el centro de la cámara de combustión. El Cilindro.- En su parte baja se disponen de tres ventanas (lumbreras) a través de las cuales se realiza el intercambio de gases en el cilindro. Las lumbreras de escape y transferencia se posicionan sobre el cilindro de manera que al descender descubre primero la lumbrera de escape y posteriormente la de admisión, esto sucede exactamente al contrario cuando el pistón asciende por lo que la compresión no empieza hasta que la lumbrera de escape está cerrada El Cárter, en esta clase de motores es completamente hermético y no contiene aceite, en él se bombean los gases de admisión para ser introducidos al cilindro El Pistón, cumple tres funciones fundamentales: Controla la apertura y cierre de las lumbreras durante su desplazamiento Realiza la compresión de los gases en la cámara de combustión Lleva a cabo la precomprensión de los gases de escape en el cárter por su parte inferior Generalmente son motores con cilindradas pequeñas (No superiores a 350cm3), se emplean en ciclomotores motocicletas y pequeños motores de lanchas, también son utilizados para pequeñas máquinas (como motosierras, cortacésped y pequeños generadores eléctricos). Este tipo de motores puede funcionar refrigerado por agua o por aire, no tienen sistema de engrase ya que este se realiza mezclando el aceite con la gasolina que posteriormente entrara al cárter lubricando todos los elementos, a su vez tampoco disponen de distribución, realizando el intercambio de gases a través de lumbreras. El barrido se
lleva a cabo gracias a la presión a la que los gases frescos se ven sometidos en el cárter. Utilizan un sistema de encendido eléctrico.
CAPITULO II: ACONDICIONAMIENTO DE LA PARTE MECÁNICA 1. Revisión del motor. Se procedió a trasladar el motor, a un taller mecánico, en donde se efectuó la revisión del mismo, para posteriormente lograr el encendido. 2. Traslado del motor. En búsqueda de tener una mejor movilidad del motor, se procedió a realizar una base móvil, la cual estará acoplada y fija al motor antes mencionado. 3. Colocación de las termocuplas. Para el control de temperatura se necesita ubicar en los sectores de mayor interés unas termocuplas, que son sensores de medición de temperatura; los sectores interés asumidos son los siguientes:
Temperatura ambiental.
En el escape
Se inspeccionó, el mejor lugar para la colocación de la termocupla, encargada de la temperatura del escape, se procedió a elaborar un acople para la misma, la misma que se introdujo en un agujero del tubo de escape.
En la chispa de combustión.
Para la colocación de esta termocupla, se utilizó un agujero adicional, existente a un lado de la bujía principal de explosión, en la parte superior del motor (cámara de combustión). La termocupla fue roscada mediante el uso de un acople, previamente elaborado.
En la entrada de aire.
El modelo de esta termocupla, facilitó la colocación en la entrada de aire. El modelo consiste, en un aparente alambre que termina en una punta (encargada de la medición), y ella fue roscada en un agujero existente. 4. Adecuaciones generales. En la parte mecánica, se buscaron hacer mejoras y arreglos que resulten convenientes para nuestra medición, entre ellas se encuentran las siguientes:
Se necesitó alejar a una de las termocuplas (la colocada en la chispa de combustión) del respectivo tanque reservorio de gasolina.
Una de las principales razones es la que la termocupla va a estar sometida a altas temperaturas y ello resulta peligroso tener y mantener cerca del área inflamable como lo es la del tanque de gasolina. Para ello se colocó una varilla doblada convenientemente y ella será la encargada de alzar el tanque de gasolina.
Mejoramiento del panel de recepción de datos
Se procedió al pintado de una parte del panel, y también a la realización de un agujero para introducir el display de salida de datos.
CAPITULO III: OBTENCIÓN DE LOS DATOS MICRO CONTROLADOR Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de microelectrónica de General Instrument. El nombre actual no es un acrónimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque generalmente se utiliza como PeripheralInterface Controller (controlador de interfaz periférico). El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU, ésta tenía malas prestaciones de entrada y salida, y el PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el rendimiento del sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PIC utilizaba microcódigo simple almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el término no se usaba por aquel entonces, se trata de un diseño RISC que ejecuta una instrucción cada 4 ciclos de oscilador.
TAMAÑO DE PALABRA El tamaño de palabra de los microcontroladores PIC es fuente de muchas confusiones. Todos los PICs (excepto los dsPIC) manejan datos en trozos de 8 bits, con lo que se deberían llamar microcontroladores de 8 bits. Pero a diferencia de la mayoría de las CPU, el PIC usa arquitectura Harvard, por lo que el tamaño de las instrucciones puede ser distinto del de la palabra de datos. De hecho, las diferentes familias de PICs usan tamaños de instrucción distintos, lo que hace difícil comparar el tamaño del código del PIC con el de otros microcontroladores. Por ejemplo, un microcontrolador tiene 6144 bytes de memoria de programa: para un PIC de 12 bits esto significa 4096 palabras y para uno de 16 bits, 3072 palabras.
PROGRAMADORES
PICStart Plus (puerto serie y USB) Promate II (puerto serie) MPLAB PM3 (puerto serie y USB) ICD2 (puerto serie y USB) ICD3 (USB)
PICKit 1 (USB) IC-Prog 1.06B PICAT 1.25 (puerto USB2.0 para PICs y Atmel) WinPic 800 (puerto paralelo, serie y USB) PICKit 2 (USB) PICKit 3 (USB)Terusb1.0 Eclipse (PICs y AVRs. USB.) MasterProg (USB)
DISPLAY Se llama visualizador, display en inglés, a un dispositivo de ciertos aparatos electrónicos que permite mostrar información al usuario de manera visual. Un visualizador de una señal de video se lo llama más comúnmente pantalla; los dos ejemplos más comunes son el televisor y el Monitor de computadora. Un visualizador es un tipo de dispositivo de salida. Los primeros visualizadores, similares a los de los ascensores, se construían con lámparas que iluminaban las leyendas. Un ejemplo son los ascensores, que para cada piso existía una luz detrás de una sileta con forma de número. Un display publicitario es una elemento publicitario de relativamente pequeño tamaño que se coloca sobre el mostrador, en el escaparate o sobre anaqueles en el punto de venta.
El
display
encuentra,
pues,
su
espacio
natural
en
el
comercio minorista: farmacias, relojerías, tiendas de confección, obtener un incremento en las ventas y posicionar en el mercado algún producto al mejorar su impacto visual. Por dar alguna referencia, en Edo Digital desarrollan un trabajo rápido y de calidad.. Generalmente, está fabricado en cartón ondulado e impreso en offset con acabados de alta calidad (barniz ultravioleta, stampings, relieves, etc.) En la parte posterior, lleva un pie o unas alas desplegables sobre las que se apoya. Este tipo de display es una forma de Publicidad en el punto de venta o PLV que actúa como un 'vendedor silencioso'. En muchas ocasiones, sirve de soporte a campañas publicitarias lanzadas en otros medios y, en todo caso, apoya la venta del producto. La tienda es donde se deciden la mayor parte de las compras y la misión del display es maximizarlas.
Su localización y dimensiones no dan pie a presentar grandes argumentaciones, por lo que se limita a incorporar una imagen clara y sugerente acompañada de un eslogan o la marca del producto.
Ilustración 5: Display TERMOCUPLA Es un reductor de temperatura compuesto por 2 metales distintos que se encuentran a distintas temperaturas, una de referencia y la otra desconocida.
FUNCIONAMIENTO DE UNA TERMOCUPLA El funcionamiento de una termocupla se basa en que un termoelemento (termopar) genera una tensión eléctrica proporcional a la temperatura a la cual es expuesta la punta (unión) del termopar. La tensión eléctrica depende además de la temperatura también del tipo de termocupla y es de aprox. 0 a 55 mV. Esta señal se trasmite mediante un cable compensador a un equipo indicador y/o procesador. El rango de temperatura es de -100°c hasta +1,700°C El circuito termopar está basado en el efecto Seebeck. Dos conductores diferentes están unidos en el punto en donde se quiere medir la temperatura (unión sensora) y termina en un punto en donde ambos terminales están a la misma temperatura, que debe ser conocida (unión de referencia) . La temperatura de la unión de referencia tref puede ser cualquier temperatura; sin embargo, dado que la mayoría de las tablas están hechas tomando la temperatura de la juntura fría como 0 ºC, si la temperatura de referencia difiere de este valor es necesario realizar una corrección en la medida.
TIPOS DE TERMOCUPLA
Tipo B ( PtRh 30% - PtRh 6%) Las ventajas de la termocupla Tipo B sobre la Tipo R o Tipo S son su capacidad para medir temperaturas levemente más altas, su mayor estabilidad y resistencia mecánica, y su aptitud de ser utilizada sin compensación de junta de referencia para fluctuaciones normales de la temperatura ambiente. Las termocuplas Tipo B resultan satisfactorias para uso continuo en atmósferas oxidantes o inertes a temperaturas hasta 1.700º C. También resultan satisfactorias durante cortos períodos de tiempo en vacío.
Tipo R (PtRh 13% - Pt ) Las termocuplas Tipo R pueden ser utilizadas en forma continua en atmósferas oxidantes o inertes hasta 1.400º C. No son tan estables como las Tipo B en vacío. La ventaja de la termocupla Tipo R sobre la Tipo B es su mayor fem de salida.
Tipo S (PtRh 10 % - Pt ) La termocupla Tipo S es la termocupla original platino-rodio. Es el estándar internacional (Escala Práctica Internacional de Temperaturas de 1968, IPTS-68) para la determinación de temperaturas entre el punto de solidificación del antimonio 630,74º C (1.167,33º F ) y el punto de solidificación del oro 1.064,43º C (1.917º F).
Tipo J (Fe - CuNi ) La termocupla Tipo J, conocida como la termocupla hierro - constantán, Las termocuplas Tipo J resultan satisfactorias para uso continuo en atmósferas oxidantes, reductoras e inertes y en vacío hasta 760º C. Por encima de 540º C, el alambre de hierro se oxida rápidamente, requiriéndose entonces alambre de mayor diámetro para extender su vida en servicio. La ventaja fundamental de la termocupla Tipo J es su bajo costo.
Ilustración 6: Termocupla tipo J
Tipo K (NiCr Ni) La termocupla Tipo K se la conoce también como la termocupla Chromel-Alumel. El Chromel es una aleación de aproximadamente 90% de níquel y 10% de cromo, el Alumel es una aleación de 95% de níquel, más aluminio, silicio y manganeso , razón por la que la norma IEC la especifica NiCr - Ni. La Tipo K es la termocupla que más se utiliza en la industria, debido a su capacidad de resistir mayores temperaturas que la termocupla Tipo J.
Tipo T (Cu - CuNi ) La termocupla Tipo T se conoce como la termocupla de cobre constantán. Resulta satisfactoria para uso continuo en vacío y en atmósferas oxidantes, reductoras e inertes. Su desventaja reside en él hecho de que su límite máximo de temperatura es de tan sólo 370º C para un diámetro de 3,25 mm.
PARTES DE UNA TERMO CUPLA Una termocupla consiste de un par de conductores de diferentes metales o aleaciones. Uno de los extremos, la junta de medición, está colocado en el lugar donde se ha de medir la temperatura. Los dos conductores salen del área de medición y terminan en el otro extremo, la junta de referencia que se mantiene a temperatura constante . Se produce entonces una fuerza electromotriz (fem) que es función de la diferencia de temperatura entre las dos juntas.
Ilustración 7: Secuencia de una termocupla
AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACIÓN
El amplificador de instrumentación es un amplificador diferencial tensión-tensión cuya ganancia puede establecerse de forma muy precisa y que ha sido optimizado para que opere de acuerdo a su propia especificación aún en un entorno hostil. Es un elemento esencial de los sistemas de medida, en los que se ensambla como un bloque funcional que ofrece características funcionales propias e independientes de los restantes elementos con los que interacciona. Para ello, se le requiere: a) Tengan unas características funcionales que sean precisas y estables. b) Sus características no se modifiquen cuando se ensambla con otros elementos.
Ilustración 8: Amplificador de instrumentación A los amplificadores de instrumentación se les requieren las siguientes características: El amplificador de instrumentación es uno de los circuitos más útiles, precisos y versátiles disponibles en la actualidad. En cada unidad de adquisición de datos se encuentra al menos uno de ellos. Esta hecho de 3 amplificadores operacionales y 7 resistencias como se observa en la Figura 3. 1, si se observa a detalle, se puede ver que este amplificador esta basado en un amplificador aislador y un amplificador diferencial básico. El amplificador diferencial y sus 4 resistencias iguales, forman un amplificador diferencial con ganancia unitaria. En un amplificador de instrumentación una sola resistencia define la ganancia del amplificador de acuerdo a la ecuación:
Donde
a = R7 / R R = R5 = R6 De aquí se observa que para cambiar la ganancia del amplificador, solo tiene que ajustarse la resistencia R y el voltaje de salida del circuito es proporcional a la diferencia entre los voltajes de entrada.
SIMULACIÓN
Ilustración 9: Circuito Armado
Ilustración 10: Circuito en funcionamiento
Ilustración 11: Circuito de acondicionamiento de la termocupla
Ilustración 12: Valor de temperatura PROGRAMACIÓN DEL PIC
CONCLUCIONES: No fue posible la obtención de la gráfica a razón del costo excesivo de una de las termocuplas, los datos y la gráfica obtenida corresponden a los datos de la entrada y salida del motor.
RECOMENDACIONES: Para poder realizar este proyecto, previamente se necesita tener un presupuesto tentativo para evitar sobresaltos durante su ejecución.
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Tipos
de
termocuplas.
http://www.aviacionulm.com/definicionytipos.html
ANEXOS:
Ilustración 13: Amplificador de Instrumentación
Ilustración 14: Oscilador cristal de 4Mhz
Ilustración 15: Pic 16f877A
Recuperado
de
Ilustración 16: Circuito para el acondicionamiento de las termocuplas y visualizarlas en un Display
Ilustración 17: LCD
Ilustración 18: Visualización de las temperaturas en LCD