Calculo de Acondicionadores de Señal de un Sistema de Medición de Punto de Rocío para el Control del Sistema de Calefacción de una Estación Móvil

Calculo de Acondicionadores de Señal de un Sistema de Medición de Punto de Rocío para el Control del Sistema de Calefacción de una Estación Móvil.
Víctor H. Leal1 y Ángel D. Salazar1
Maestría en Ingeniería Electrónica
(1) Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”
Ciudad Guayana: 8050 – Venezuela.


Resumen—La señal de salida de un sensor en un sistema demedición por lo general debe ser procesada de una forma adecuada para adaptarla a la siguiente etapa de la operación, a este procedimiento se le conoce como “acondicionamiento de señal” y para realizarlo es necesario utilizar módulos “acondicionadores” entre el sensor y el equipo de medición. En el siguiente artículo se realizan los procedimientos teóricos necesarios, para el cálculo de la electrónicarequerida por dichos módulos acondicionadores, tomando como ejemplo un sistema de medición de punto de rocío en una estación móvil, con la finalidad de garantizar la máxima resolución de medida en los rangos previstos. Se utiliza la metodología de investigación explicativa como base de desarrollo.
Palabras claves—Acondicionamiento, sensor, amplificador diferencial, punto de rocío, humedad,incertidumbre.
I. INTRODUCCION
La humedad tiene una presencia constante en la superficie terrestre y es fundamental en muchos de los procesos biológicos, sin embargo, la humedad no sólo está presente en las grandes o pequeñas masas de agua. Cuando la temperatura desciende drásticamente o dichas partículas impactan con superficies lisas de menor temperatura se forman gotas de agua a las que se lesllama rocío.
Se conoce como punto de rocío a la temperatura en la cual el vapor de agua presente en el aire comienza a condensarse para darle paso al rocío. También se le conoce como temperatura de rocío, y dependiendo de la concentración de vapor de agua y del nivel de descenso de temperatura, se puede producir rocío, niebla o escarcha.
El punto de rocío se expresa como una temperatura, sinembargo esta medida se encuentra más relacionada con la concentración de los niveles de vapor de agua disuelto en el aire y no va a depender de la temperatura ambiente, ya que el punto de rocío está por debajo o puede ser igual a ella.
El control de las condiciones térmicas y de humedad en el aire, se encuentra presente en la mayoría de los procesos industriales. Este nos permite desde aumentar elrendimiento y la calidad de los cultivos en los invernaderos, la obtención de condiciones optimas de experimentación en laboratorios especializados, hasta la correcta conservación de obras de arte y libros en bibliotecas. En la industria, es muy común ver tableros electrónicos con sistemas de resistencias calefactoras e higrostatos instalados, buscando proteger de la condensación los diferentesequipos eléctricos o electrónicos.
TEMPERATURA DE PUNTO DE ROCÍO Y HUMEDAD RELATIVA
En las habitaciones en que operan equipos electrónicos es muy importante controlar la temperatura de forma que no se produzca condensación de vapor de agua. Esto ocurre a la temperatura denominada punto de rocío Trocío que es función de la masa de vapor que existe por unidad de masa de aire, o lo que es lo mismo de lapresión parcial de vapor pv que existe. La relación entre pv y Trocío es:


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Desafortunadamente, los sensores no miden la presión parcial de vapor pv, sino la humedad relativa RH, que mide como % la fracción entre la presión parcial de vapor que existe y la presión de saturación de vapor pvs(T) a la temperatura T en que se hace la medida.

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La presión de vapor de saturaciónpvs(T) es una función termodinámica de la temperatura.


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CALCULO DE ACONDICIONADORES DE SEÑAL
A fin de controlar el sistema de calefacción de una estación móvil, se necesita evaluar periódicamente la temperatura de punto de rocío Trocío de forma tal que no se produzca condensación de vapor de agua, lo que podría dañar los equipos electrónicos que lleva. Para ello, se dispone de sensores...