Lab Medidores
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Universidad Piloto de Colombia LABORATORIO MEDIDOS Y TRANSDUCTORES 1 Juan Sebastián Otálora [email protected] Weimar Alejandro Pérez [email protected] Objetivo general Desarrollar habilidades analíticas mediante la observación y el desarrollo de un circuito de sensores de presión y de luz en los que se utilizara una galga extensiométrica, y una fotoresistencia. Objetivos específicos Conocer el funcionamiento de un puente de wheatstone. Implementar el conocimiento del puente de wheatstone en el montaje con galga extensiométrica, y fotoresistencia. Implementar amplificadores operacionales para que las mediciones sean mucho más visibles y se pueda realizar un mejor análisis. Introducción La práctica de sensores de presión y de luz tiene como objetivo principal, poner en práctica los conocimientos frente al uso de sensores de este tipo e implementarlos con otros dispositivos electrónicos como lo son galgas, fotoresistencias, y amplificadores operacionales, esto montado en un puente de wheatstone, para poner en práctica este laboratorio se tuvo como primera medida conocer el funcionamiento de todos los materiales que en este se iban a utilizar. Abstract The practice of pressure and lights sensors has as main objective, put into practice the knowledge against the use of sensors of this type and implement them with other electronic devices such as gauges, photoresistors, and operational amplifiers, this mounted in a wheatstone bridge. To put in practice this laboratory was held as a first step meet the functioning of all materials in this were going to be used. Marco Teórico Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, entre otras. Los sensores de presión o transductores de presión son elementos que transforman la magnitud física de presión o fuerza por unidad de superficie en otra magnitud eléctrica; Para cubrir los diferentes rangos de medida, precisión y protección, disponemos de una gran variedad de transductores de presión, fabricados con diferentes tecnologías, que permiten cubrir todas sus necesidades Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que percibe la luz generada por el emisor. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie,
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laboratorio de medidores puente de wheatstone.
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Universidad Piloto de Colombia
LABORATORIO MEDIDOS Y TRANSDUCTORES
1
Juan Sebastián Otálora [email protected] Weimar Alejandro Pérez [email protected]
Objetivo general
Desarrollar habilidades analíticas mediante la observación y el desarrollo de un circuito de sensores de presión y de luz en los que se utilizara una galga extensiométrica, y una fotoresistencia.
Objetivos específicos
Conocer el funcionamiento de un puente de wheatstone.
Implementar el conocimiento del puente de wheatstone en el montaje con galga extensiométrica, y fotoresistencia.
Implementar amplificadores operacionales para que las mediciones sean mucho más visibles y se pueda realizar un mejor análisis.
Introducción
La práctica de sensores de presión y de luz tiene como objetivo principal, poner en práctica los conocimientos frente al uso de sensores de este tipo e implementarlos con otros dispositivos electrónicos como lo son galgas, fotoresistencias, y amplificadores operacionales, esto montado en un puente de wheatstone, para poner en práctica este laboratorio se tuvo como primera medida conocer el funcionamiento de todos los materiales que en este se iban a utilizar.
Abstract
The practice of pressure and lights sensors has as main objective, put into practice the knowledge against the use of sensors of this type and implement them with other electronic devices such as gauges, photoresistors, and operational amplifiers, this mounted in a wheatstone bridge.
To put in practice this laboratory was held as a first step meet the functioning of all materials in this were going to be used.
Marco Teórico Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, entre otras.
Los sensores de presión o
transductores de presión son
elementos que transforman la
magnitud física de presión o fuerza por
unidad de superficie en otra magnitud
eléctrica; Para cubrir los diferentes
rangos de medida, precisión y
protección, disponemos de una gran
variedad de transductores de presión,
fabricados con diferentes tecnologías,
que permiten cubrir todas sus
necesidades
Un sensor fotoeléctrico es un
dispositivo electrónico que responde al
cambio en la intensidad de la luz.
Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que percibe la luz generada por el emisor. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie,
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incluso bajo condiciones ambientales extremas.
Una galga extensiométrica es un
dispositivo que se basa en el efecto
piezorresistivo, el cual es una propiedad
de algunos materiales, que cambian la
resistencia eléctrica cuando se le someten
a ciertos esfuerzos o se deforman en
dirección de los ejes mecánicos.
Las galgas se basan en la propiedad física
De conductancia eléctrica y depende de la
geometría del conductor. Cuando un
conductor eléctrico se estira, éste se
vuelve más delgado y largo, aumentando
su resistencia eléctrica; de manera
contraria,
Cuando un conductor es comprimido, éste
se vuelve más ancho y corto,
disminuyendo así su resistencia eléctrica.
La fotoresistencia o también fotocélula,
es una resistencia que varía su resistencia
en función de la luz que incide sobre su
superficie. Cuanto mayor sea la intensidad
de la luz que incide en la superficie de ella
menor será su resistencia y cuanto menos
luz incida mayor será su resistencia.
Cuando la fotoresistencia no está expuesta
a radiaciones luminosas los electrones
están firmemente unidos en los átomos
que la conforman, pero cuando sobre ella
inciden radiaciones luminosas esta energía
libera electrones con lo cual el material se
Hace más conductor, y de esta manera
disminuye su resistencia.
El puente de Wheatstone es un
instrumento de gran precisión que puede
operar en corriente continua o alterna y
permite la medida tanto de resistencias
óhmicas, como de sus equivalentes en
circuitos de corriente alterna en los que
existen otros elementos como bobinas o
condensadores (impedancias).
En la Figura se representa el principio de
funcionamiento de este puente. Rx es la
resistencia a medir y R1, R2 y R3 son
resistencias de valor conocido. El puente
se alimenta con una fuente de tensión
continua y se varía el valor de la
resistencia R3 mediante un mando hasta
conseguir que el galvanómetro (G) indique
que la corriente IG tiene un valor nulo.
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Materiales
1. Galga extensiométrica de 26kΩ
2. Resistencias 24 kΩ
3. Resistencias 2 kΩ
4. Fotoresistencia
5. Amplificador operacional
6. Potenciómetro
Resultados
Montaje Físico
Circuito de Equilibrio
Circuito de Calibración
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Mediciones de la galga extensiométrica
Mediciones de la LDR
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Conclusiones
Se comprueba el funcionamiento de la galga extensiométrica: cuando la galga se estira, se presencia mayor resistencia eléctrica, por el contrario cuando la galga se comprime se evidencia menos resistencia eléctrica.
Con el montaje se evidencia el funcionamiento de la LDR, esto nos da: A mayor luz, menos resistencia; por el contrario a menor luz mayor resistencia.
Al utilizar la galga extensiometrica podemos observar que existen ciertos puntos muertos al medir el voltaje, siendo estos cuando es doblada en ángulos menores a 25 grados, donde no se ven cambios de voltaje pero que cada ciertos ángulos hay un cambio en el valor del voltaje.
La foto resistencia, no requirió el uso
de un operacional debido a que su
resistencia aumenta de manera
exponencial ya que cuando no hay luz
(fue necesario apagar todas las luces
para observar este comportamiento),
por eso cuando es expuesta a mucha y
a poca luz podemos encontrar que el
voltaje varia más que con la galga.
A diferencia de la foto resistencia, la
galga por ser un elemento mecánico,
sufre deformaciones que no son
reversibles sin un medio externo (si se
dobla la galga, y se suelta, queda
deformada, fue necesario desdoblarla
para obtener los valores en cada
medida, ya que sin desdoblarla
marcaba otros valores entre a y b)
Referencias
http://personales.unican.es/rodrigma/P
DFs/Puente%20de%20Wheatstone.pdf
http://www.esi.com.co/wp-
content/uploads/2012/04/articulosensor
es.pdf
http://electronica-
electronics.com/info/LDR-
fotoresistencia.html
http://www.ecured.cu/Puente_de_Whe
atstone
https://prezi.com/mkiw0jgggdfr/sensore
s-de-luminosidad/
http://sensoresdepresion.blogspot.com.
co/
