Ingeniería Electrónica · 2013
Diseño de un banco para la mediación de temperatura en el Laboratorio de Instrumentación de la Universidad Pontificia Bolivariana
yecto registra y determina el desarrollo de fases plenamente establecidas, que precisan el diseño de un banco para la medición de la temperatura. Se acondicionan los espacios determinados por medio de la norma ISO 17025 y la guía técnica Colombiana GTC 63, la cual establece los diferentes parámetros y requisitos técnicos que se deben seguir a la hora de crear un laboratorio de medida. Partiendo de las normas y guías técnicas, se definen los equipos y sensores de temperatura, de igual forma se seleccionan en primera instancia aquellos equipos que son de mayor importancia. Luego de haber establecido y reconocido los diferentes equipos y sensores, se realiza el diseño del banco de temperatura para el laboratorio de instrumentación por medio de un Software de diseño SolidWorks; en el que se visualiza el orden y la posición de los equipos en el banco de trabajo, igualmente, el almacenamiento de los mismos, ya que los dispositivos requieren de ciertos cuidados a la hora de ser almacenados. En el proyecto se plantean y desarrollan pruebas con los equipos y dispositivos adquiridos en el laboratorio, las cuales se rigen por las normas y guías técnicas colombianas NTC 4494, GTC 60 y GTC 115, esto con el fin de realizar experiencias de la mejor calidad y exactitud posible. Para el manejo de los equipos de temperatura se implementan manuales y guías de laboratorio, con la información adecuada y necesaria para la asistencia y manejo de los equipos, previniendo con ellos posibles accidentes.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 21
- TEMPERATURAp. 22
- DEFINICIÓNp. 22
- ESCALASp. 23
- Escalas en Usop. 24
- 1.2.1.1. Escala Fahrenheitp. 24
- 1.2.1.2. Escala Celsiusp. 24
- 1.2.1.3. Escala Kelvinp. 24
- Escalas en Desusop. 25
- 1.2.2.1. Escala Réaumurp. 25
- 1.2.2.2. Escala Rømerp. 25
- 1.2.2.3. Escala Delislep. 25
- 1.2.2.4. Escala Newtonp. 25
- 1.2.2.5. Escala Leidenp. 26
- Conversión de Unidadesp. 26
- MEDICIÓN DE TEMPERATURA POR CONTACTOp. 27
- Instrumentos Mecánicosp. 27
- 1.3.1.1. Termómetro de Vidriop. 27
- 1.3.1.2. Termómetro de Bulbo y Capilarp. 28
- 1.3.1.3. Termómetro Bimetálicop. 29
- Instrumentos Resistivosp. 30
- 1.3.2.1. Detector Resistivo de Temperatura (RTD)p. 32
- 1.3.2.2. Termistoresp. 36
- Instrumentos de tensiónp. 39
- 1.3.3.1. LM35/335p. 39
- 1.3.3.2. Termocuplas o Termoparesp. 42
- TERMOPOZOp. 47
- MEDICIÓN DE TEMPERATURA POR NO CONTACTOp. 48
- Pirómetro de Radiaciónp. 49
- Pirómetro Ópticop. 51
- Pirómetro Infrarrojop. 52
- Termografíap. 52
- NORMAS, ESTÁNDARES Y METROLOGÍAp. 54
- Normap. 54
- 1.5.1.1. Tipos de Normap. 54
- 1.5.1.2. Normas Aplicadas en el Diseño del Bancop. 55
- Normalizaciónp. 58
- 1.5.2.1. Organismos Internacionales de Normalización y Estandarizaciónp. 59
- 1.5.2.2. Organismos Regionales de Normalización y Estandarizaciónp. 59
- 1.5.2.3. Organizaciones Privadas de Normalización y Estandarizaciónp. 59
- 1.5.2.4. Organismo Nacional de Normalización y Estandarizaciónp. 60
- Estandarizaciónp. 59
- Acreditaciónp. 60
- 1.5.4.1. Organismos Internacionales de Acreditaciónp. 61
- 1.5.4.2. Organismo Nacional de Acreditaciónp. 61
- Certificaciónp. 60
- Metrologíap. 63
- 1.5.6.1. Metrología Legalp. 63
- 1.5.6.2. Metrología Industrialp. 63
- 1.5.6.3. Metrología Científicap. 63
- Verificarp. 64
- Ajustarp. 64
- Calibrarp. 65
- 1.5.9.1. Equipos para realizar calibraciónp. 65
- 1.5.9.2. Patrones de calibraciónp. 75
- 1.5.10. Repetibilidadp. 75
- 1.5.11. Incertidumbrep. 76
- 1.5.12. Trazabilidadp. 77
- DISEÑOp. 79
- ESPECIFICACIONES DE DISEÑOp. 79
- ZONA DE TRABAJOp. 79
- Selección del Horno en Baño Secop. 81
- Selección de Sensoresp. 82
- Cámara Termográficap. 84
- DISEÑO DEL BANCO DE TRABAJOp. 84
- ZONA DE ALMACENAMIENTOp. 92
- SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOSp. 94
- Sistema Integrado del laboratoriop. 94
- Software del hornop. 98
- 2.5.2.1. Instalación del softwarep. 98
- 2.5.2.2. Interfacep. 103
- 2.5.2.3. Uso del softwarep. 104
- PRÁCTICAS DE LABORATORIOp. 109
- MANUALp. 109
- Introducciónp. 21
- Advertencias Y Precaucionesp. 110
- Precauciones en Sondas e Insertosp. 111
- Símbolos usadosp. 112
- Piezas y controlesp. 113
- Operaciones básicasp. 116
- GUÍASp. 122
- Verificación de una RTDp. 122
- Termocuplap. 126
- Pirómetro infrarrojop. 52
- Termografíap. 52
- Pruebas isotérmicas de los insertos del horno de metrologíap. 133
- 3.2.5.1. Homogeneidad radial del horno de metrologíap. 133
- 3.2.5.2. Homogeneidad axial del horno de metrologíap. 135
- RECOMENDACIONESp. 139
- CONCLUSIONESp. 141
- BIBLIOGRAFÍAp. 143
- Tabla 1. Conversión de unidades de temperaturap. 26
- medir temperaturap. 28
- Tabla 3. Características de las sondas de resistenciap. 32
- Tabla 5. Características de los termoparesp. 43
- Tabla 6. Sensoresp. 83
- Tabla 7. Símbolos usados en el manualp. 112
- Tabla 8. Valores de resistencia según la temperatura para Pt100p. 124
- Tabla 9. Datos de la prácticap. 125
- Tabla 10. Datos de la prácticap. 129
- Tabla 11. Datos de la prácticap. 129
- Tabla 12. Datos de la prácticap. 135
- Tabla 13. Datos de la prácticap. 135
- Gráfica 1. Fenómenos de transferencia de calorp. 23
- Gráfica 2. Escalas de Temperaturap. 24
- Gráfica 3. Termómetro de vidriop. 27
- Gráfica 4. Termómetros tipo Bulbo y capilarp. 29
- Gráfica 5. Termómetro bimetálicop. 30
- temperaturap. 22
- Gráfica 7. RTD y RTD con cabezal y transmisorp. 33
- Gráfica 8. Conexión a dos hilosp. 33
- Gráfica 9. Conexión a tres hilosp. 34
- Gráfica 10. Conexión a cuatro hilosp. 34
- Gráfica 11. Partes de la RTDp. 35
- Gráfica 12. Gráfica característica de la Pt100p. 36
- Gráfica 13. Curvas características de los termistoresp. 37
- Gráfica 14. Termistor tipo perla y tipo discop. 38
- Gráfica 15. Termistor chip y axialp. 38
- Gráfica 16. Diagrama de conexión del LM35p. 40
- Gráfica 17. Sensor de temperatura básico (+2 ºC a 150 ºC)p. 40
- Gráfica 18. Sensor de temperatura con rango completop. 41
- completo (-55 ºC a 150 ºC)p. 41
- ºC)p. 41
- Gráfica 21. Termómetro Fahrenheitp. 42
- Gráfica 22. Termocuplap. 43
- Gráfica 23. Curvas características de los termoparesp. 45
- Gráfica 24. Termoparp. 46
- Gráfica 25. Código de colores de las termocuplasp. 46
- Gráfica 26. Termocupla Multipuntop. 47
- Gráfica 27. Termopozosp. 48
- Gráfica 28. Espectro electromagnéticop. 49
- Gráfica 29. Pirómetro de radiaciónp. 50
- Gráfica 30. Pirómetro ópticop. 51
- Gráfica 31. Pirómetro infrarrojo y principio de funcionamientop. 52
- Gráfica 32. Cámara termográficap. 53
- Gráfica 33. Punto de hielop. 65
- Gráfica 34. Diagrama de fases del punto triple del aguap. 66
- Gráfica 35. Punto triple del agua para realizar calibracionesp. 67
- líquidosp. 67
- Gráfica 37. Baño líquidop. 68
- Gráfica 38. Baño de salesp. 69
- Gráfica 39. Horno de pozo secop. 70
- del materialp. 70
- Gráfica 41. Radiación en un horno de cuerpo negrop. 71
- Gráfica 42. Horno de cuerpo negrop. 72
- Gráfica 43. Conexión de dos hilosp. 72
- Gráfica 44. Conexión de tres hilosp. 74
- Gráfica 45. Conexión de cuatro hilosp. 75
- Gráfica 46. Exactitud y precisiónp. 77
- Renderizadop. 85
- Renderizadop. 86
- Gráfica 50. Dimensiones inserto tipo Ap. 87
- Gráfica 52. Dimensiones inserto tipo Bp. 88
- Gráfica 54. Dimensiones inserto tipo Ep. 89
- Renderizadop. 90
- Renderizadop. 90
- Renderizadop. 91
- Renderizadop. 92
- Gráfica 60. Caja camaratermograficap. 93
- Gráfica 61. Almacenamiento de los insertosp. 93
- Gráfica 62. Estante de almacenamientop. 94
- Gráfica 63. NI 9203p. 95
- Gráfica 64. NI cDAQ-9174p. 96
- Gráfica 65. NI USB-TC01p. 96
- Inalámbricap. 97
- Gráfica 67. Conexión sistema de adquisición de datosp. 98
- Gráfica 68. Menú del CD de instalación del cable convertidorp. 98
- Gráfica 69. Proceso de instalación del cable convertidorp. 99
- Gráfica 70. Proceso de instalación del cable convertidorp. 99
- Gráfica 71. Confirmación de reconocimiento del cable convertidorp. 100
- Gráfica 72. Interface FLUKE Calibration Softwarep. 100