Sensores generadores

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Instrumentación Electrónica

II.- Las etapas de sensado y acondicionamiento electrónico.

2.- Sensores de resistencia variable y sus acondicionadores. 3.- Sensores de reactancia variable, electromagnéticos y sus acondicionadores. 4.- Sensores generadores y sus acondicionadores. 5.- Otros tipos de sensado. 6.- Amplificadores operacionales de propósito especial.

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Sensores generadores
Sensores Generadores

No requieren alimentación auxiliar. Están basados en efectos reversibles. Algunos efectos físicos en los que están basados son fuentes de interferencia en otras situaciones (f.t.e.m., deformación en cables).

Termoeléctricos Termoeléctricos Electroquímicos Electroquímicos Piezoeléctricos Piezoeléctricos
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Sensores Termoeléctricos
Efecto Seebeck en corriente (corriente termoeléctrica de cortocircuito)

Efecto Seebeck

Efecto Seebeck en tensión (tensión termoeléctrica en abierto).

Temperature Measurement Handbook. Cap. Application Notes. Standford (USA): Omega Engineering Inc, 1990.

Thomas Seebeck 1821

e AB = α ⋅ T
α: coeficiente de Seebeck
TemperatureMeasurement Handbook. Cap. Application Notes. Standford (USA): Omega Engineering Inc, 1990.

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Sensores generadores
Medida de la tensión de termopar
Unión J2 Unión J3 V2 (tensión termoeléctrica) V3=0 al ser J3 Cu-Cu.

Cu

Cu

El voltímetro mide

V = V1 − V2 ∝ T1 − T2

Para saber T1 hay que conocer previamente T2.Temperature Measurement Handbook. Cap. Application Notes. Standford (USA): Omega Engineering Inc, 1990.

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Sensores generadores
Medida de la tensión de termopar

Cu

Cu

Temperature Measurement Handbook. Cap. Application Notes. Standford (USA): Omega Engineering Inc, 1990.

Solución Forzar T2 a una tª conocida previamente Bañotermoestático (0ºC). La lectura V se referencia a la tª de la unión J2 (Unión de referencia).

V = V1 − V2 = α ⋅ (TJ 1 − TJ 2 ) = α ⋅ t ª J 1 (º C )
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Medida de la tensión de termopar
Cu

Termopar tipo (hierro-constantán)

J

Cu

Temperature Measurement Handbook. Cap. Application Notes. Standford(USA): Omega Engineering Inc, 1990.

El cable de hierro aumenta el número de uniones distintas (J3 y J4) y por tanto el número de tensiones de Seebeck. V3=V4 si TJ3=TJ4. Para asegurar que TJ3=TJ4 Realizar las uniones J3 y J4 en un bloque isotérmico.
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Medida de la tensión de termopar

Termopar tipo J(hierro-constantán)
Cu

Bloque isotérmico Buen conductor eléctrico. Buen aislante térmico. Mantiene una tª en su interior constante (Tref).

Cu

La lectura será

V = V1 − V2 = α ⋅ (TJ 1 − Tref )
Temperature Measurement Handbook. Cap. Application Notes. Standford (USA): Omega Engineering Inc, 1990.

En la práctica, no es operativo disponer en el circuito termoeléctrico de un bañotermoestático y de un bloque isotérmico.
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Medida de la tensión de termopar

Temperature Measurement Handbook. Cap. Application Notes. Standford (USA): Omega Engineering Inc, 1990.

Una solución tendente a eliminar el baño termoestático consiste en sustituirlo por un nuevo bloque isotérmico con la condición que esté ala temperatura de referencia Tref. . Sin embargo, sigue habiendo un inconveniente cual es la necesidad de emplear dos termopares (Fe-C y Fe-Cu) para realizar la medida con uno de ellos.

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Medida de la tensión de termopar

Temperature Measurement Handbook. Cap. Application Notes. Standford (USA): Omega...
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