Laboratorio de Instrumentaci n B sica

Laboratorio de Instrumentación Básica
Practica 1 Respuesta Dinámica
27/11/2014, II Termino Académico
Bonifaz Martínez Jorge Santiago
Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP)
Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL)
Guayaquil - Ecuador
jbonifaz@espol.edu.ec
Abstract
In this practice was determined how the response of a measuring system of first order to achange the input signal for a specific system, in this case were an oscilloscope and a thermocouple. In the experiment the input channels of an oscilloscope to a voltage source of 220 volts (V) were connected, in order to find the phase angle between these input voltage signals. After that the oscilloscope was used to find the frequency of the wave generated by the sum of voltages within a 220 V.Finally a thermocouple was connected and inserted into a pot of boiling water to determine the response time cooling caused by changing the environment in which the thermocouple was located at the time. In fact this response time was measured in air, water and oil.

Keywords: angle, offset, frequency, measurement, oscilloscope, order, first, signal system, thermocouple, time, voltage.


1.Introducción

El osciloscopio y la termocupla son sistemas de medición de primer orden, esto significa que pueden medir una variable con respecto al tiempo.
El osciloscopio facilita la visualización gráfica de señales eléctricas que varían en el tiempo. El eje vertical Y representa el Voltaje y el eje horizontal representa el tiempo.
El osciloscopio determina directamente el período y el Voltaje de unaseñal. Puede determinar indirectamente la frecuencia de una señal, puede determinar que parte de una señal de corriente es continua y que parte es de corriente alterna, puede también determinar el desfase entre dos señales y que parte de una señal es ruido y como varía este con el tiempo. [1]
Si las señales tienen la misma frecuencia y no están desfasadas en la pantalla se proyectara la superposición delas señales. Cuando se proyecta una figura circular entre dichas señales, elíptica o una figura con área finita en vez de una hay un desfase entre las señales y para medirla se recurre a una relación de ambas señales en donde se usan el valor máximo de corte de la señales en el eje Y (valor denotado como B) y la amplitud máxima de la superposición de las señales en el mismo eje de la siguienteforma (denotada como A):








Figura 1. Gráfica ideal de un osciloscopio

Para hallar la frecuencia de una señal se superponen dos señales no desfasadas que tienen frecuencias distintas. Para determinar estas frecuencias se utilizan a las figuras de Lissajous:
Figura 2. Figuras de Lissajous [2]
Al comparar las gráficas generadas por el osciloscopio, se saca la relación entre ambas frecuencias.Esto se comprueba al usar la fórmula siguiente:


Dónde:
“x” y “y” son las entradas del osciloscopio.
Frec. Es la frecuencia de la señal
# picos son los números de picos que cortan con una paralela al eje contrario del mencionado, es decir al decir # picos en “y” se refiere al número de picos que cortan con una paralela al eje X del osciloscopio.

La termocupla es un sistema que mientras secalienta un material, este determina la temperatura del medio en contacto con este material a través del tiempo. Al conectarse a un medio para tomar datos, se grafica la variación de temperatura en la termocupla a medida que avanza el tiempo. La gráfica proyectada por la termocupla será algo parecida a esta:

Figura 3. Gráfica del tiempo de respuesta de un sistema de primer orden
τ representa el valorpara el cual la medición alcanza el 63.2% del valor máximo o del cambio de valores inicial y final máximo, de temperaturas en este caso, (ΔTmáx). Además de ello, experimentalmente se ha llegado a que:



2. Materiales y Métodos
Osciloscopio, marca: Tektronik, modelo: TDC 2024B con número de serie TDS 2024B C100 657.
Generador de funciones, marca: Tektronix, modelo: AF63011 con número de serie...