DISEÑO Y CONTRUCCIÓN DE SISTEMA DE CONTROL DE NIVEL Y LLENADO DE UN TANQUE

...

[pic 6]

Figura 2: Símbolo y Curva característica de la PTC

La relación entre estos factores se puede se expresa de la misma forma que la NTC.

Las aplicaciones de los termistores se pueden dividir entre las que están basadas en un calentamiento externo del termistor, que son todas las relativas a la medida, control y compensación de temperatura, y las que se basan en calentarlo mediante el propio circuito de medida[3].

Están entre las ultimas las medidas de caudal, nivel y vacio y el análisis de la composición de gases, todos estos son casos en que varia la conductividad térmica del medio alrededor del termistor, y también el control automático de volumen y potencia, la creación de retardos de tiempo y la supresión de transitorios[3].

2.1. ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

Para la determinación del valor de la resistencia, se pueden utilizar tres tipos diferentes de montaje. El procedimiento más sensible y de mayor precisión es el de tipo potenciométrico que utiliza dos fuentes de alimentación de corriente estabilizada para alimentar las dos ramas del potenciómetro. En serie con la resistencia a determinar se conecta una resistencia de precisión conocida previamente. Este método es el más preciso de los que vamos a describir porque es un método de cero, con lo que la medida realizada elimina los errores que puedan introducir los conductores de conexión al sensor de platino, pero para ello es necesario que esta resistencia tenga conectados cuatro hilos, dos para la corriente y dos para la lectura de tensión [3].

[pic 7]

Figura3: Método potenciométrico de medida de la resistencia Rs

El segundo procedimiento para realizar esta medida, y también el que iría en segundo lugar en cuanto a precisión, sería el método de medida de resistencias con el puente de Wheatstone, utilizando resistencias de dos, tres o cuatro hilos.

2.1.1. Montaje de dos hilos

La sonda de resistencia se conecta a uno de los brazos del puente. Es el montaje más sencillo, pero presenta el inconveniente de que la resistencia de los hilos a y b de conexión de la sonda al puente varía cuando cambia la temperatura y esta variación falsea por los tanto la indicación de temperatura; aunque estos hilos sean de baja resistencia y esta sea conocida, las longitudes que puede haber en entre la sonda y el panel donde esté el instrumento receptor, añaden una gran resistencia al brazo de la sonda

[pic 8]

Figura 4: Puente de Wheatstone 2 hilos

2.1.2. Montaje de tres hilos

Es el más utilizado en la práctica. En este circuito la sonda está conectada mediante tres hilos al puente. De este modo, la medida no es afectada por la longitud de los conductores ni por la temperatura ya que esta influye a la vez en dos brazos adyacentes del puente, siendo la única condición que la resistencia de los hilos a y b sea exactamente la misma.[4]

[pic 9]

Figura 5: Puente de Wheatstone tres hilos

- PROCEDIMIENTO

Para la realización de este laboratorio se busca la utilización de un termistor con el fin de controlar el nivel y el llenado de un tanque el cual utilice la relación entre el descenso de temperatura del contacto con el agua para indicarnos cuando hay o no agua en el sensor el cual por medio de un divisor de voltaje nos dará la variación del paso en función de voltaje el cual es llevado a un microcontrolador, y así conocer el nivel del agua para luego tomar la respectiva acción que en este caso sería el encendido y apagado de una bomba de agua para llenar el tanque y luego hacer una visualización en el computador con el manejo de cualquier software para hacer la interface.

3.1 Acondicionamiento

Para el circuito de acondicionamiento se utilizó de un divisor de voltaje y un amplificador de instrumentación ina128, con una ganancia de 101.

[pic 10]

Figura 6: Circuito utilizado para el acondicionamiento y amplificación

- RESULTADOS

4.1 Caracterización de los termistores

La variación de la resistencia en este laboratorio es muy pequeña lo que nos llevó a implementar un circuito de acondicionamiento. Para su caracterización se midió voltaje en función de la resistencia con diferentes temperaturas para así poder hacer una relación.

Como resultado y gracias al circuito de acondicionamiento obtuvimos resultados muy aproximados a algo lineal lo que nos facilita el trabajo.

[pic 11]

Figura 7: Comienzo de la caracterización del nivel del tanque

[pic 12]

Figura 7.1: Comienzo de la caracterización de la velocidad del fluido

En la imágenes se puede observar cómo se toman las correspondientes medidas para poder registrarlas en una tabla y así poder tomar datos para hallar la respuesta y hallar sus parámetros, con el fin de predecir los valores para cada estimulo correspondiente al sensor.

[pic 13]

Figura 8: Circuito utilizado para obtener los datos

Con esto obtuvimos los siguientes datos donde la temperatura se obtiene haciendo una regresión lineal de grado 2.

Datos Obtenidos:

voltaje(mv)

Temperatura(°C)

31.3

28

41.2

30

51.3

32

57.1

34

63.9

36

75.5