ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERA EN MECNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIN

REPORTE DE LABORATORIOHoja 9 de 9

FECHA: 30/10/13

ALUMNOVCTOR ISAAS QUIZHPI SUPACELAGRUPO:

MATERIAINSTRUMENTACIN BSICA

LABORATORIOLABORATORIO DE TERMOFLUDOS N 1PARALELO: 15

NOMBRE DE LA PRCTICAREPUESTA DINMICA

RESUMEN:En este prctica se analizar las caractersticas, el funcionamiento y las aplicaciones como instrumento de medicin que es el osciloscopio, para esto lo que se har es conectar en el osciloscopio 2 tipos de seales, una con frecuencia conocida y otra con una frecuencia desconocida, esto me generar 2 ondas en un plano XY con 110v y con una frecuencia conocida de 60 hz, estas 2 ondas se encuentran con un ngulo de desfase la cual la hallaremos con la grfica que tiene las 2 seales independientes en la cual se realizar por una simple regla de 3 y teniendo en cuenta un periodo determinado de la funcin, y tambin el ngulo de desfase se lo podr calcular por medio de la figura de lisajous mediante la siguiente ecuacin:

Y podremos hallar la frecuencia desconocida de la otro onda, por medio de la figura de lisajous, en el cual se trazar un recta horizontal y vertical dentro de la figura y que estas lneas no pasen por la interseccin de las figuras que se forman en la pantalla del osciloscopio, una vez realizado esto se pasar a contar el nmero de intersecciones en el eje X y en el eje Y, y en fin se despejar la frecuencia desconocida. Despus trataremos de analizar el tiempo de respuesta que se tiene cuando se lo calienta en agua y ver su repuesta al enfriarla con el aceite y con el aire; en el cual necesitaremos el software respectivo para recopilar la informacin y que nos muestre el tipo de grfico. OBJETIVOS:

Mediciones de ngulo de fase.

Mediciones de frecuencia.

Aprender el uso del osciloscopio y sus aplicaciones.

Mediciones de tiempo de respuesta.

Aprende el tiempo de respuesta al enfriar en diferentes tipos de fluidos.

MARCO TERICO:Frecuencia,es una magnitud que mide el nmero de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenmeno o suceso peridico.Angulo de Desfase, es la distancia que se encuentran 2 ondas en un mismo periodo.

El osciloscopio es un dispositivo muy til, y se ha caracterizado por una tener una alta impedancia de entrada y un amplio dominio de frecuencias.

DESCRIPCIN DEL BANCO DE PRUEBA:

Osciloscopio Tektronix TDS 2574B:

Frecuencia de muestreo 2GS/s en tiempo real

Pantalla LCD en color o monocromo

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS:

1. Osciloscopio.

2. Generador de funciones.

3. Cables de control.

4. Sensor de temperatura (Termopar).

5. Sistema de adquisicin de datos (Fieldpoint 1000).

6. Computador

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Medicin del Angulo de Desfase:

1. Observar las conexiones del osciloscopio y su respectiva configuracin en coordenadas XY, en la cual genere grficos de independientes. 2. Por medio de la grfica hallar el ngulo de desfase.Frecuencia Desconocida:

3. Conectar a tierra el generador de funciones con el osciloscopio.

4. Conectar las salidas de los generadores de funciones con las entradas X y Y del osciloscopio tektronic

5. Generar las curvas de lissajous, variando adecuadamente la frecuencia de los generadores de funciones.

Tiempo de reaccin:

6. Cargar el programa tiempo de respuesta en la computadora y ejecutarlo.

7. Colocar el recipiente con agua encima de la hornilla elctrica para calentar el agua y por medio de un compaero colocar el termopar en el agua.

8. Retira el termopar y enfriarla en el aire al observar una estabilidad en la grfica.

9. Se vuelve a introducir el sensor en la recipiente y se anota la nueva temperatura que alcanza.

10. Se retira el sensor y se lo coloca en aceite, al observar que la grfica sea estable.

PRESENTACIN DE TABLAS DE DATOS

Ver Anexo 1.CLCULOS REPRESENTATIVOS:Clculo del ngulo de fase:

-Clculo de la frec. Desconocida:

Para la grfica de lisajous 4:3

Para la grfica de lisajous 3:2

Para la grfica de lisajous 2:1

-Clculo de tiempo de respuesta agua:

Para el agua:

t= 2982s T= 94,233 C

-Clculo de tiempo de respuesta aceite:

Para el aceite:

t= 1346s T=77,144C

GRFICAS:Ver Anexo 2.ANLISIS DE RESULTADOS

El resultado obtenido en el ngulo de desfase existe un error por apreciacin del grafico ya que este no estuvo muy favorable para la prctica, para el clculo de frecuencia usamos 3 figuras de lisajous que son las ms habituales y por medio de esta tratamos de estimar la frecuencia.Los resultados obtenidos en el tiempo de reaccin no fueron los esperados a pesar de que hubo variantes y errores a considerar como la temperatura del agua y la del recipiente que si se tocaba el termopar este aumentaba de temperatura y al momento de separarse la temperatura disminua y adquira su temperatura original que es la del agua; aunque si se esperaba por parte de nuestros compaeros que la termopar se enfre mucho ms rpido en el aceite que en el aire por ser un fluido muy denso comparado con el aire.CONCLUSIONES

La imagen generada por el osciloscopio no era el adecuado pero nos ayud a tener una idea de cmo calcular la frecuencia y el ngulo de desfase entre 2 ondas; y la utilidad que tiene el osciloscopio. En el cual cumplimos los objetivos propuesto pero no se pudo con datos muy cercanos a la realidad por los errores que se presentan acabo en la prctica.Para el tiempo de repuestas en el aceite y en el agua se esperaban tiempos muy bajos; y esto tambin se debe los errores que no se identifican previamente a la prctica; aunque el error ms grande es el de apreciacin y falta de conceptos.RECOMENDACIONES

Evitar que el termopar toque las paredes del recipiente, ya que este tiene mayor temperatura que el agua y tiende a generar errores en el grfico. Conseguir un recipiente ms grande para que el termopar se encuentre totalmente sumergida. Evitar agitacin del termopar con el fluido para evitar alteraciones en la temperatura. Las respectivas medidas de seguridad para la prctica. Colocar el recipiente y la hornilla en una zona estable para as evitar cadas del recipiente y la quemadura de algn alumno.REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS/ FUENTES DE INFORMACIN

Gua de la prctica. http://www.ulpgc.es/hege/almacen/download/40/40813/practica_numero_1.pdf http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Uso-del-osciloscopio.php http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micaANEXOS 1Mediciones de ngulo de fase:

X# de divisiones en x# de divisiones en (Angulo de fase ( (o)

18031.484 (hz)

Mediciones de frecuencia:

Figura de lisajousFrec. conocida f (Hz)Nm. de picos en XNm. de picos en YFrec. descon. (Hz)

4:3603445

2:3602340

2:1602524

Mediciones de tiempo de respuesta:

MedioNm. de divisiones en la pantalla Tiempo de Resp.

t (seg.)Constante de tiempo

( (seg.)

Agua

Aire

Aceite

ANEXOS 2

Preguntas:

1. Qu principio fsico utiliza un osciloscopio?

Desviacin de un haz de electrones por medio de la creacin de campos elctricos y magnticos.

2. Haga un diagrama de bloques de un CRO

3. Cul es la sensibilidad usual de los osciloscopios?

Se encuentra entre 1 y 20 mV/div4. Como medira la frecuencia de vibracin de un motor teniendo a la mano un osciloscopio y un generador de funciones?

En el osciloscopio, conecto al eje x la seal que proviene de motor que est vibrando cuya frecuencia es desconocida, y conecto al eje x la seal que proviene del generador de funciones, entonces se procede a variar la frecuencia para poder generar las figuras de lissajous. Conociendo la frecuencia de la seal proveniente del generador de funciones se determina la frecuencia de vibracin del motor.5. Como se introduce la variable del tiempo en el osciloscopio?

Los osciloscopios tienen una variable del tiempo en la cual tu puedes regulala.6. En un CRO se pueden obtener mltiples trazos, de 2 maneras. Indique en que consiste cada una de ellas.

Funcin diente de sierra

Grafico de barrido.

7. Que es un generador de funciones y para qu sirve?

El generador de funciones es un dispositivo que genera seales voltaicas de una amplia gama de formas de onda con frecuencias variables en un intervalo amplio, y sirve para conectar o no la seal de salida de acuerdo con una seal externa8. Que es el generador de barrido? Con que otros nombres se lo conoce

Base de tiempo

9. Como se forman los diagramas de Lissajous? Que obtiene de ellos?

Las siguientes ecuaciones paramtricas rigen las figuras de Lissajous:x = a sin(nt +), y = b sin(mt) dondeaybson las amplitudes de las seales enxey, respectivamente;nymson las frecuencias de ambas ondas o seales, pero expresadas en velocidad angular (= 2f); yes el ngulo de fase de una seal con relacin a la otra.

10. Cul es el diagrama de Lissajous que se forma cuando 2 seales tienen igual frecuencia y estn en fase 0?

Una lnea de la forma Y=X11. Porque es importante el clculo de la constante de tiempo con relacin a la respuesta del sistema

El clculo de la constante de tiempo es importante ya que para que un sistema tenga una buena respuesta es necesario obtener como mnimo 5 constantes de tiempo. Esto se da solo si las condiciones son controladas

12. En esta prctica, de que depende la exactitud de las mediciones efectuadas?

De la calidad del osciloscopio y la generadora de funciones13. Mencione las diferencias entre un osciloscopio anlogo y uno digital.

Los Osciloscopios tambin pueden ser analgicos digitales. Los primeros trabajan directamente con la seal aplicada, est una vez amplificada desvia un haz de electrones en sentido vertical proporcionalmente a su valor. En contraste los osciloscopios digitales utilizan previamente un conversor analgico-digital (A/D) para almacenar digitalmente la seal de entrada, reconstruyendo posteriormente esta informacin en la pantalla

EMBED Equation.3

Imagen 1.- el osciloscopio cuando genera la grfica.

Imagen 2.- el generador de funciones. (Inactivo)

9FIMP-03913

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