Memòria del projecte en format PDF
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1. y Sepipau 1 h m el 53191 5 way 889 2 lt 3 CT gt OD OOO OOO us s s ds ds as el 5 4 4 CIE ojnajes mn ses sos so as du y gt ss um us us s uv so us E eee y elge L 4 el 1 EE aa da da da a a a da da da da a a a da da da da da a a Qu da da da da al 54 Cuando ejecuta CASE O FINALIZAR lo que hace la media de las lecturas tomadas y guardadas en las tablas Se crean 4 ficheros de texto para cada SP dos de las medidas de temperatura y dos de resistenc2. Patr n abla medidas R 2 2 1 1 1 reinicializar vi El Creamos unas tablas para poner en ellas despu s los valores que tomemos de las resistencias temperaturas Las inicializamos a 0 abla medidas R inicializada al Gi DE 2 2 1 1 2 leer datos vi leer Con este VI comunicamos via GPIB el PC con el multimetro Keithley 2000 Tenemos que indicar la direcci n en la que se encuentra el multimetro Esta es la 16 Lo configuramos para que las lecturas que se realicen sean a 4 hilos Configuramos una nica ruta posible a leer Con la estructura FOR conseguimos leer uno a uno todos los canales Leemos todos los canales deseados y guardamos los valores de sus resistencias en una tabla Despu s abrimos todas las rutas de los diferentes canales para dejarlo en su estado inicial canal final Ale NI g ANAL MEDIDA Close v i GPIB 16 2000 KEZ000 2000 2000 CIA 1 E gt N AN rere 8780 FT cona Route Single Y 4 Wire Resistance Y Route Single 7 2 2 1 1 3 Convertir R a todas lecturas vi convert Convertimos las lecturas que hemos tomado de resistencias a temperaturas Esto lo hacemos teniendo en cuenta que siempre colocamos el patr n en el canal 1 y los EBP el resto de canales canal final 2 2 1 1 3 1 OHM_T vi El Creamos un algoritmo para calcular la temperatura a
3. C Documents and SettingslELASHERASEscritorio Datos SP leste indice es para Formar el path con su SP cambia por cada pto 58 4 MANUAL USUARIO 1 El objeto es la calibraci n de termorresistencias de platino PT s acordes norma EN 60 751 DIN 43760 por comparaci n en un ba o isotermo con una frecuencia de 60 semanas La norma EN 60 751 establece la curva resistencia temperatura acorde a las siguientes f rmulas R t R LL A 14B 1 gt 0 RO SR 1 A t B t C t 100 t para 1 lt 0 donde R 100 Q A 3 9083 107 Pc B 5 775 107 Pc C 4 183 10 PC 7 y se establecen dos tolerancias Clase A 0 15 0 002 H ec Clase 0 30 0 005 adicionalmente y para cubrir nuestras necesidades se establecen dos clases m s que se definen como Clase B Y Clase B Clase Va Clase 2 EQUIPO DE de calibraci n que cubra n el rango de temperatura a calibrar Instrumento de medida de ohmios a 4 hilos Keithley 2000 resoluci n m nima 1 Term metro patr n modelo 162N o 162CE incertidumbre de medida lt 0 05K 3 PRECAUCIONES GENERALES Los equipos utilizados en la calibraci n term metro patr n y ohm metro se encontrar n dentro de su per odo de vigencia de calibraci n Comprobar que la temperatura ambiente se encuentra a 23 2 y la humedad relativa entre 20 y 70
4. patron C Tol 0 03680 0 14060 0 17740 0 50000 patron C R 9 Tol C 50 08517 49 91187 0 17330 1 00000 patron C R 9 Tol 100 01774 99 75830 0 25944 1 00000 INFORME DE RESULTADOS ANEXO I TAREA O T N EQUIPO 5 punto patr n C R EBP Q Lectura 1 2 3 4 5 Tol 200 71251 200 12521 0 58730 1 00000 VERIFICACI N TOLERANCIAS Correcci n lt Tolerancia en todos los puntos le le INFORME DE RESULTADOS ANEXO I TAREA EQUIPO CALIBRACION TERMORRESISTENCIAS PT100 HORA COMIENZO 10 18 HORA FINALIZACION 13 00 INSTRUMENTOS DE MEDIDA Instrumento de prueba Identificaci n Fecha pr xima calibraci n I 3608 UG I 1 RESULTADO DE SATISFACTORIO INSATISFACTORIO OBSERVACIONES REALIZADO COMPROBADO APROBADO INFORME
5. INFORME DE RESULTADOS ANEXO I TAREA 5 punto T patr n C R EBP Q Lectura 1 2 3 4 5 Tol Media 200 71251 200 90358 0 19107 1 00000 VERIFICACI N TOLERANCIAS Correcci n lt Tolerancia en todos los puntos tolerancias para las diferentes clases de los equipos bajo prueba cada punto que se ha realizado la calibraci n se presentan en la siguiente tabla T R tol tol Tol_1 3 Clase B 10 96 085879 0 17 0 35 0 11666667 0 100 0 15 0 3 0 1 50 119 397125 0 25 0 55 0 18333333 100 138 5055 0 35 0 8 0 26666667 200 175 856 0 55 1 3 0 43333333 El equipo 1 3608 UG fue retirado de inmediato ya que las correcciones que se le deb an aplicar eran superiores a la tolerancia El equipo 1 3607 UG fue reclasificado Era de clase A y se pas El equipo I 3650 UG que era de clase 1 3 Clase y despu s de la calibraci n mantiene su clase SISTEMA DE CALIBRACI N DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA 4 ANEXOS
6. Hay una serie de caracter sticas que diferencian las TRPP de aquellas que no pueden utilizarse como patrones para definir la Escala Estas son a La restricci n de la EIT 90 a montaje libre de deformaciones mec nicas algo que es de esperar en un TRPI b La utilizaci n de los term metros en aplicaciones industriales generalmente encuentran ambientes hostiles en cuanto a vibraciones golpes choques etc Estas restricciones a los TRPP no se aplican a los industriales Los TRPI no requieren unos valores nicos y definidos de calibraci n sino que basta con cumplir una determinada aproximaci n a curvas definidas estandarizadas de Resistencia Temperatura d Los TRPP est n casi siempre protegidos por una cubierta de cuarzo u otro material v treo similar algo no imaginable en las industriales Para las resistencias de Platino industriales se utiliza el valor del coeficiente a para definir la pureza del sensor lo que le har pertenecer seg n las normas a una determinada clase de precisi n Existen diferentes normas como las DIN BS ASTM etc que clasifican os TRP como aquellos que tienen un coeficiente a comprendido entre 3 85 103 3 9107 La aplicaci n de estas normas facilita tanto la precisi n exigida los term metros como los puntos de calibraci n necesarios para una buena aplicaci n as como las desviaciones m ximas permitidas en los diferentes rangos de temperatura 2 4 1 3 Medida de resistencia de
7. TRP La medida de resistencia puede realizarse dos tres o cuatro hilos mediante puentes cl sicos o modificaciones de estos y entre ellos est n a El puente de Wheastone convencional No es el m s satisfactorio en la medida de TRP debido primero a que la resistencia de contacto entre el cursor y el hilo varia mucho con las condiciones del cursor segundo la resistencia de los hilos de uni n al sensor es variable con el gradiente de temperatura y por ltimo la propia corriente de alimentaci n a sensor un calentamiento consecuencia del efecto Joule que depende de la resistencia del sensor b El circuito en puente de cuatro hilos de Mueller Es ideal para la medida de la resistencia debido a que anula la resistencia de los propios conductores de uni n al sensor Las medidas de resistencias para estos puentes suelen estar entre los O y los 400 O El aumento en la temperatura causado por la corriente en el puente debe mantenerse peque o de tal manera que sin reducir la corriente se produzca un cambio apreciable en la indicaci n de resistencia Totalmente opuesto a este requerimiento es el hecho de que la m xima sensibilidad del puente se obtiene aumentando la corriente as pues debe llegarse a un compromiso en la elecci n de los TRP de tal manera que no se produzcan errores considerables por autocalentamiento del sensor 2 4 1 4 Fuentes de error en la medida de resistencia Las principales fuentes de e
8. 69 18 Bneg69 else paraa alores negativos apos s A Aneg69 B Bneg69 1 Osposes El lt 52 1 1 2 1 3 4 Ganeg s a 8 ifa int i float64 RTpt b 16 d 10 b 0 0 183324722 b 1 0 240975303 b 2 0 209108771 b 3 0 190439972 b 4 0 142648498 b 5 0 077993465 b 6 0 012475611 b 7 0 032267127 b 8 0 075291522 b 9 0 05647067 b 10 0 076201285 b 11 0 123893204 b 12 0 029201193 b 13 0 091173542 b 14 0 001317696 b 15 0 026025526 i Par metros de 0 961 78 0 439 932854 91 472 41802 d 2 37 684494 Hy d 3 7 472018 4 2 920828 5 0 005184 d 6 0 963864 d 7 0 188732 9191 0 191203 9191 0 049025 47 i 1 if WRef lt 1 RTpt b 0 while i lt 16 RTpt RTpt b i WRef 1 16 0 65 0 35 i 273 16 RTpt 273 15 else RTpt 901 while i lt 10 RTpt RTpt d i WRef 2 64 1 64 i i 2 2 1 1 4 Comprobar_tolerancia vi Toleran Comprobamos si la temperatura del patr n est dentro del rango SP Tolerancia 2 2 1 1 4 1 dentro de rango vi atb gt x gt 48 2 2 1 1 5 Mostrar grafica vi mostrar grafica VI que sirve para mostrar una gr fica con el valor de la T del Patr n y los limites entre los que debe estar
9. Asegurar una inmersi n adecuada de la termorresistencia y sonda del term metro patr n Como norma general asegurar una inmersi n m nima igual a 20 veces el di metro de la sonda Extremar precauciones a altas temperaturas y proveer una adecuada ventilaci n del rea de trabajo 4 INSTRUCCIONES 4 1 PREVIAS Seleccionar el los ba o s y term metro s patr n adecuados a dicho rango Conectar el patr n al canal 1del mult metro y la s termorresistencia s en los canales siguientes Introducir el los y el term metro patr n en el ba o Conectar el ba o al COMI PC mediante un cable RS 232 Conectar el multimetro Keithley 2000 al con un cable para GPIB Encender el mult metro Encender el ba o Configurar el ba o Hart Scientific modelo 7320 Poner el bot n COOLING a OFF ta 7320 Figure 2 Front Punel Pulsar EXIT mientras pulsas SET Pulsar SET repetidamente hasta que en el display pueda leerse Probe Presiona UP repetidamente hasta que en el display se lea Serial Presiona SET En el display se ver Baud Pulsa SET Pulsa UP o DOWN para cambiar la velocidad a 2400 Pulsa SET para cargar el nuevo valor de velocidad de transmisi n El siguiente par metro a modificar es sample Pulsa o DOWN para cambiar el valor a 0 Pulsa SET para cargar el nuevo valor El siguiente par metro a modificar es Du
10. es utilizar dos TRPP y leer alternativamente Patr n 1 TRP a calibrar y Patr n 2 y leer de nuevo en sentido inverso La diferencia de temperatura entre los dos patrones nos dar la idea de la estabilidad de temperatura en el valor medido y la conveniencia no de repetir el ciclo Los resultados de calibraci n se deben presentar en forma de tabulaci n resistencia en funci n de la temperatura para ello se deber ajustar una curva a los puntos de calibraci n La mejor manera de comprobar que los datos obtenidos son satisfactorios es preparar un programa con las ecuaciones de la EIT 90 para temperaturas positivas y negativas y comprobar que las diferencias entre sta y la curva ajustada son inferiores a una cantidad determinada que depender l gicamente de las incertidumbres de medida que pretendamos obtener 2 4 1 6 Consideraciones generales en la calibraci n de TRP De todos los apartados anteriores se pueden separar una serie de conclusiones que ayudar n a aplicar m todos de calibraci n en funci n de la clase y expectativas previstas a Elementos medida Para una buena calibraci n los elementos de medida han de estar en ptimas condiciones comprobada la linealidad del puente de medida los patrones de referencia calibrados y los medios isotermos estudiados en estabilidad y uniformidad b Longitud de la vaina del TRP No podremos obtener buenos resultados con un que no tenga una longitud adecuada y una bue
11. Cambio_coef_68 vi cambio 68 Es En el caso de escoger la SPRT 1 0068 99 9321 7 podemos variar sus par metros si as lo deseamos ROCIOD6SPR GRO I0068PR 8 27 1 1 3 Identificar_PT100 vi identif pt100 Guardamos en un array de strings los nombres con los que se identifica cada Pt100 para as saber la relaci n que tienen con cada canal que leemos del mult metro IDENTIF PT100 1 1 4 N Canales vi Guardamos el canal de inicio y el canal final Todos los canales que est n comprendidos entre estos dos deber n ser le dos en un futuro cuando le demos la orden al mult metro de que lea final DBL final inicio q 1 1 5 Rango medir vi Rango Tia medir En este VI pedimos el rango de temperatura a medir y el n mero de puntos que deseamos medir por defecto esta en 5 ya que siempre toman valores de 5 puntos no m s porque ya son suficientemente representativos H One Ptos He 1 2 Asc Desc VI Este VI servir en un futuro para realizar tambi n calibraciones de presi n Si la opci n escogida anteriormente en el VI Elegir Presi n es e Presi n Calcula valores equidistantes entre ellos que van desde el valor inferior hasta el valor superior Un ciclo de subida uno de bajada TOLIESTAB i TABLA TOLIESTAB Calcula u
12. DE RESULTADOS ANEXO I TAREA 5 1 DATOS DEL E B P FABRICANTE Y MODELO N S CLASE 52 CALIBRACI N 1 punto patr n C R Q Lectura 1 Tol 10 03297 10 62991 0 59694 1 00000 2 punto patron C R 9 Lectura 1 Tol 0 03680 0 60193 0 63873 0 50000 3 punto patron C R 9 Lectura 1 Tol 50 08517 49 04756 1 03761 1 00000 4 punto patron C Lectura 1 Tol 100 01774 97 19414 2 82360 1 00000 INFORME DE RESULTADOS ANEXO I TAREA N 5 punto T patr n C R EBP Q Lectura 1 2 3 4 5 Tol Media 200 71251 181 96591 18 74660 1 00000 VERIFICACI N TOLERANCIAS Correcci n lt Tolerancia en todos los puntos INFORME DE RESULTADOS ANEXO I TA
13. RxD 4 4 RTS 5 5 CTS GNC a 6 DSR 7 RTS 7 GND 8 CTS 8 DCD 20 Recibir datos Transmitir datos RTS Preparado para transmitir datos CTS Preparado para recibir datos DCD Detecci n de se al portadora con la informaci n DTR Terminal de datos listo DSR Terminal de datos esta conectado a la l nea Los pasos a seguir al utilizar el puerto serie son siempre los siguientes Realizar la configuraci n del puerto serie inici ndolo seg n las caracter sticas que se deseen para la comunicaci n Mientras no se var en las condiciones de la comunicaci n no ser necesario volver a configurar el puerto Acceder al puerto serie para recibir o enviar tantas veces como se desee Hay que tener en cuenta que la configuraci n que se le de al puerto serie del PC ha de ser exactamente la misma que la que utilice el dispositivo perif rico De lo contrario el PC perif rico comunicar an con xito que estar an utilizando especificaciones de transmisi n diferentes 2 8 2 Bano Hart modelo 913AC1 Este es el bafio usado par calibraciones de temperatura superiores a 150 C Su rango de trabajo es de 0 400 C Dispone de un display digital 2 8 3 Multimetro Keithley 2000 El multimetro con el que realizamos las mediciones de resistencia es el keithley 2000 Se trata de un mult metro digital de 6 gt d gitos Para poder leer mas de un canal disponemos de una
14. antes de comenzar a ver si es estable l mites gt SP Tolerancia edida T3 patr n aveform Chart 2 2 1 2 Calculo_media_max_min vi calculo de med 0 valores de la del Patr n han sido guardados en una tabla Calculamos la media el valor m ximo y m nimo de estos valores 49 CASE 2 Entramos aqu cuando cumplido todo lo que ped a el contenido de la estructura CASE 1 Tomamos medidas otra vez con el mult metro y volvemos a mirar si la lectura que acabamos de tomar del patr n est dentro de la tolerancia si no es as volvemos a empezar CASE 1 Si por el contrario si est dentro de la tolerancia volvemos a mirar si es estable Si no lo es volvemos a empezar el proceso CASE 0 EMPEZAR Si es estable miramos si el tiempo que lleva estable es gt t est Si el tiempo no es el necesario volvemos a realizar CASE 2 desde el principio En el caso de que el tiempo que lleva estable es t_est forzamos CASE 0 FINALIZAR el PWJC ee us sos B y sepipaw L i utao 54 mas ms s ds 51 g E us us usos us us us
15. de trabajo Horainicio calibraci n Hora finalizaci n Identificaci n de los equipos de medida Resultado de la prueba satisfactorio insatisfactorio Observaciones Datos de los Rango clase fabricante y modelo n de serie Resultados de la calibraci n Para cada SP se mostrar la temperatura del patr n la del EBP la correcci n que se le debe aplicar al EBP y la tolerancia en ese SP Nueva clase asignada 2 7 Lenguaje de programaci n LabVIEW 7 1 2 7 1 Por qu LabVIEW Para elaborar el proyecto de calibraci n se consider que el lenguaje m s apto era el LabVIEW y las razones son varias muy simple de manejar debido a que est basado en un nuevo sistema de programaci n gr fica llamado lenguaje G Es un programa enfocado hacia la instrumentaci n virtual por lo que cuenta con numerosas herramientas de presentaci n en gr ficas botones indicadores y controles Estos ser an complicados de realizar en bases como C donde el tiempo para lograr el mismo efecto ser a muchas veces mayor Es un programa donde cuenta con librer as especializadas manejos de DAQ Redes Comunicaciones An lisis Estad stico Comunicaci n con Bases de Datos Como se programa creando subrutinas en m dulos de bloques se pueden usar otros bloques creados anteriormente como aplicaciones por otras personas 2 7 2 Requerimientos del sistema M nimo Recomendado Pro
16. es a ede 16 2 7 Lenguaje de programaci n LabVMIEW ies A sd 16 Z dd POr que A a en es 16 2 7 2 Requerimientos del sistema aid 17 2 7 3 Introducci n al LabVIEW ida 17 2 8 Equipos utilizados para realizar la calibraci n 2 18 2 8 1 Ba o Hart Scientific 7320 22220522 eye ade ai do 18 2 81 COMUNICACI N Serie is 18 Ba o Hart IISA C A 20 2 0 3 MUME o Keithley 20007 a 20 2 8 3 1 Comunicaci n GPIB 20 2 8 4 Patrones ROSCEMUOUNE 0 0 0 0 02 020 24 21 29 Esg em del Montaje O 22 2 MEMORIA DE PROGRAMACI N ssesssssssssscssssssssnsesecessssecssnecsesesseescsneesesesees 23 35 MANUAL DE USUARIO 59 4 ANEXOS 81 5 BIBLIOGRAFIA uns SISTEMA DE CALIBRACI N DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA 2 MEMORIA 2 1 Introducci n Este proyecto realizado la Central Nuclear Vandell s II all la temperatura desempe a una funci n importante Muchos de los procedimientos que all se realizan dependen del comportamiento de sus sensores de temperatura como las RTD s Pt100 entre otros dispositivos de medida de temperatura A medida que aumenta la necesidad de exactitud en las mediciones crece la necesidad de estar s
17. estables que se hayan utilizado durante la fabricaci n incluso impurezas que accidentalmente se introdujeron durante el montaje reaccionen f cilmente con el Platino e incluso se disuelvan en l La m s com n es la Pt100 100 0 2 4 1 1 Term metros de Resistencia de Platino Patr n TRPP Los TRP como patr n de interpolaci n de la EIT 90 deben estar fabricados con platino de alta pureza montados en el soporte libre de tensiones mec nicas y debe satisfacer los criterios de aceptaci n de la 90 El valor t pico de las TRP Patr n es de 25 5 O a cero grados Celsius El elemento sensible est formado por un hilo de Platino muy puro de unos 65 cm de longitud y unos 0 075 mm de di metro se fabrica estirado en fr o pues es m s f cil de mecanizar y manejar se somete a continuaci n a un recorrido y se monta en un soporte aislante a cuatro hilos Seg n sea el rango del term metro el aislante ser de mica al mina e incluso zafiro sint tico de cualquier manera el aislante entre terminales debe ser del orden de 5 10 O a 500 C El elemento sensible se monta a cuatro hilos para eliminar el efecto de resistencia de los propios terminales los hilos de uni n al elemento sensible han de ser tambi n de metal noble Oro o Platino utiliz ndose generalmente el primero por no contaminar al Platino ser m s f cilmente mecanizable y m s barato 2 4 1 2 Term metros de Resistencia de Platino Industriales
18. l neas para transportar informaci n mensajes de interface y mensajes dependientes de dispositivos entre los dispositivos interconectados La estructura del bus se organiza en tres conjuntos de l neas Bus de datos con 8 l neas Bus de control de transferencia de datos con 3 l neas Bus de administraci n general de la inteface 2 8 4 Patrones Rosemuount Se dispone de dos patrones para realizar la calibraci n Modelo 162 1 0068 Rango de temperatura 200 400 C R 0 01 C 100 O Modelo 162CE I 0069 PR Rango de temperatura 200 650 C R 0 01 25 55 O Ambos patrones est n fabricados con platino de alta pureza satisfacen las criterios de aceptaci n de la EIT 90 que deben cumplir para poder utilizarse como patrones 2 9 Esquema del montaje El PC ir conectado al mult metro que mide a cuatro hilos via GPIB y al ba o se conectara via RS 232 El multimetro ir conectado a una caja que es donde conectaremos las sondas el patron y hasta 4 sondas a calibrar 22 3 MEMORIA DE PROGRAMACI N 1 Este es el diagrama de bloques de donde parte el programa Escogeremos entre INICIALIZACION inicializaci n vi PROCEDIMIENTO tratar cada valor vi CEAR INFORME crear informes vi o FIN si queremos finalizar Seg n la opci n escogida activaremos un VIu otro INICIAL 1 INICIALIZACI N VI INICIAL Si hemos escogido Ini
19. partir de la resistencia medida por el mult metro Lo hacemos mediante el m todo de aproximaciones sucesivas Para ello hemos tenido en cuenta Ro 100 A 3 9083E 3 B 5 775E 7 4 183E 13 valores lt 100 Temperatura lt 0 R Ro 1 At Bf 1 100 1 Para valores de gt 100 Temperatura gt 0 R Ro 1 At 45 Float aprox ant ant aprox 1 if lt while gt 0 00001 1 ant aprox aprox R Ro 1 9 4 B aprox C aprox 100 aprox 2 else while abs aprox ant gt 0 00001 1 ant aprox aprox R Ro 19 4 B aprox rtpt100 aprox 2 2 1 1 3 2 SPRT vi SPRT ohm gt T S10068 69PR 0 10068 lt 10068 Gecesss 4 69 4 68 B Bpos68 68 neg s Le A Aneg68 68 68 C 0 568 WREF W A W 1 B W 1P W 1 Ocpos s Obneg s 46 int J flo ORO IDOSIPR Float64 A B C W 5 10068 W R Ro I 569 i Epos69 5 if 21 positivos Ocpos s 69 A Apos69 1 B Bpos69 pd
20. se necesitar otro ba o que cubra el rango este caso si la gt 150 se utilizar adem s el ba o Hart modelo 913AC1 Su rango de trabajo es 20 150 Dispone de un display digital Se puede comunicar con el PC mediante comunicaci n serie El resto de sus especificaciones se pueden encontrar en el apartado 4 ANEXOS 2 8 1 1 Comunicaci n serie con el ba o Generalidades del Standard RS 232 EI RS 232 designa una norma para el intercambio serie de datos binarios entre un DTE Equipo terminal de datos y un DCE Equipo de terminaci n del circuito de datos Sus caracter sticas principales son Velocidad m xima de transmisi n de datos 20 kbps Capacidad de carga m xima 2500 pF Longitud m xima del cable entre el PC y el perif rico de 15 a 2O metros Para distancias mayores se ha de utilizar otro est ndar de comunicaci n En la comunicaci n serie los bits se transmiten uno detr s de otro de ah el nombre lo que hace que sean mucho m s lentas que sus hom logas paralelo en las que se transmiten varios bits a la vez Conexi n cable RS 232 para la comunicaci n del PC con el ba o Instrument Computer DTE Connector Connector DB 9 Pin DB 9 Pin 1NC 1DCD 2 RxD 2 RxD 3TxD 3TxD 4nc 4DTR 5 GND 5 GND 6NC 6 DSR 8 CTS 8 CTS 9NC 9NC Instrument Computer DTE Connector Connector 9 Pin 25 Pin INC a 2 RxD 2TxD 3TxD 3
21. tarjeta interna 2000 SCAN Con esta tarjeta se pueden leer 10 canales en nuestro caso como realizamos lecturas a cuatro hilos solo disponemos de 5 canales 2 8 3 1 Comunicaci n GPIB El bus GPIB cumple con las normas de IEEE 488 que nos proporciona una interface entre equipos digitales mediante uso exclusivo de conectores y cables Caracter sticas f sicas el ctricas y mec nicas del bus Este bus soporta hasta 15 dispositivos independientes conectados en paralelo La longitud m xima del cable est limitada a 2O metros para los 15 instrumentos la distancia m xima entre los instrumentos debe de ser de 2 metros 16 l neas de se ales 8 para datos y 8 de control transferencia es as ncrona Se controla por 3 l neas de handshaking velocidad maxima de transferencia es de 1 MB s para distancias muy cortas Aunque solo se pueden conectar 15 instrumentos se pueden direccionas hasta 31 direcciones primarias Adem s hay 31 direcciones secundarias Caracter sticas funcionales En cualquier comunicaci n con intercambio de comunicaci n dentro del bus GPIB necesitamos tres elementos funcionales b sicos dispositivo actuando como listener escuchando el bus dispositivo actuando como talker hablando al bus Un dispositivo actuando como controller dirigiendo el flujo de datos de forma adecuada controlando la comunicaci n Estructura bus Se usan un conjunto de 16
22. A continuaci n vuelve a salir la siguiente pantalla 68 Si quieres modificar ninguno de los par metros antes introducidos PULSA F2 y comenzar el proceso de calibraci n MENU vi Front Panel File Edit Operate Tools Browse Window Help if 13pt Application Font EEES 65 1 Durante el proceso de calibraci n puede ver el siguiente gr fico donde observa SP actual y los l mites de tolerancia procedimientos Dia 1001 122 iyo eon R wari RIMS SISTEMA DE CALIBRACION DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA MANUAL DE USUARIO Puede darse el caso si el rango a calibrar es superior a 150 en que se haya de cambiar de ba o Si esto ocurre aparecer la siguiente advertencia Una vez que se haya cambiado de ba o pulsar ENTER Cuando haya finalizado el proceso de calibraci n en todos los SP configurados aparece de nuevo esta pantalla MENU vi Fi ront Panel 3 70 PULSA A continuaci n crean unos informes Word Cuando haya acabado PULSAR 9 Imprimir los informes Rellenar los campos que quedan libres en el informe Fecha pr xima calibraci n 60 semanas Rango Clase Clase asignada Resultado de la prueba Satisfactorio Insatisfactorio Observaciones En caso de no cumplirse la Tolerancia deber reclasificarse el equipo Para ell
23. ESCOLA SUPERIOR gt ENGINVFRIA UNIVERSITAT Y ROVIRA VIRGILI Departament d Enginyeria Electr nica El ctrica Autom tica SISTEMA DE CALIBRACI N DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERTURA Titulaci n Enginyeria T cnica Industrial en Electr nica Industrial AUTOR Raquel Terol DIRECTOR Alfonso Romero FECHA Abril 2005 SISTEMA DE CALIBRACION DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA 1 NDICE 1 0 NDICE GENERAL ini 1 GE DE RS 2 2 MEMORIA E 4 ZAS Ntro COTO tdi 5 2 2 ODIO di TT 5 ZSICOMCE PUGS BASICOS sd 5 2 4 Instrumentos para la medida de temperatura 6 2 4 1 Term metros de resistencia general de 6 2 4 1 1 Term metros de resistencia de platino patr n 8 2 4 1 2 Term metros de resistencia de platino industriales 8 2 4 1 3 Medida de resistencia de un TRP od 9 2 4 1 4 Fuentes de error en la medida de resistencias 9 2 4 1 5 Procedimientos y t cnicas de calibraci n 10 2 4 1 6 Consideraciones generales en la calibraci n de 11 2 9 tal oi idad 12 2 6 Procedimiento de calibraci n veria 14 ZA O o e ados 14 2 0 2 ADATSIS TESUltAJOS sms 16 ZOO nt a honi A A a AT
24. REA O T N EQUIPO CALIBRACION TERMORRESISTENCIAS PT100 HORA COMIENZO 10 18 HORA FINALIZACION 13 00 INSTRUMENTOS DE MEDIDA Instrumento de prueba Identificaci n Fecha pr xima calibraci n I 3650 UG I 1 RESULTADO DE SATISFACTORIO INSATISFACTORIO OBSERVACIONES REALIZADO COMPROBADO APROBADO INFORME DE RESULTADOS ANEXO I TAREA N 5 1 DATOS DEL E B P RANGO CLASE FABRICANTE Y MODELO N S 5 2 CALIBRACI N 1 punto patr n C Lectura 1 Tol 10 03297 10 04436 0 01139 1 00000 patron C Tol 0 03680 0 04657 0 00977 0 50000 patron C R 9 Tol 50 08517 50 16431 0 07914 1 00000 patron C R 9 Tol 100 01774 100 14091 0 12317 1 00000
25. RTS CTS Del mismo modo que configuramos el puerto serie del PC tambi n deberemos configurar el bafio Deberemos de configurarlo para que vaya a su m xima velocidad 2400 bps El par metro Duplex Mode lo deberemos configurar como FULL Para que los dos dispositivos puedan comunicarse simult neamente En Linefeed lo deberemos poner ON LF ASCII 10 Le mandaremos rdenes para que se ponga a la temperatura que nosotros deseamos la del SP actual Adem s de decirle la temperatura a la que se debe poner tambi n controlaremos la funci n COOLING El COOL solo debe estar encendido si el SP que le ponemos al bafio es inferior a 50 C Si el SP al que deseamos poner el ba o superior 150 deberemos cambiar de ba o ya que el rango del ba o Hart Scientific modelo 7320 es de 20 a 150 Para el caso el que SP lt 50 el COOL deber estar encendido COOL 1 si as simplemente se mandar la orden al ba o para que cambie su SP actual al valor deseado s SP actual le ab Control Tab Control ED EE 3 Si SP lt 50 pero el COOL est apagado se deber encender para ello utilizaremos la funci n cool on vi Tue y 2 1 1 Cool on vi COOL ON El Escribiendo el comando 2 1 el ba o entender que debe encender la funci n COOL Ponemos la variable COOL 1 COOL ON 15 resource name 1 Hl8coo En el caso en que 50 lt 5 gt 150 la func
26. cesador Pentium 600 Pentium 4 o equivalente MHz o equivalente RAM 128 MB 256 MB Resoluci n 800 x 600 pixels 1024 x 768 pixels Windows 2000 NT XP Windows 2000 XP Nota Windows NT versi n 4 Service Pack 6 o posterior Espacio libre 130 MB en el disco 2 7 3 Introducci n al LabVIEW LabVIEW es un lenguaje de programaci n de alto nivel de tipo gr fico y enfocado al uso en instrumentaci n Pero como lenguaje de programaci n debido a que cuenta con todas las estructuras puede ser usado para elaborar cualquier algoritmo que se desee cualquier aplicaci n como en an lisis telem tica Juegos manejo de textos etc Los programas que se crean con LabVIEW reciben el nombre de Instrumentos Virtuales o VIs Cada VI consta de 3 componentes Un Panel Frontal Es la interface de usuario Un Diagrama de Bloques Contiene el c digo fuente grafico que define la funcionalidad del VI Icono y conector Identifica cada VI de manera que podemos utilizarlo dentro de otro VI Un VI dentro de otro VI recibe el nombre de subVI Seria como una subrutina en lenguaje de programaci n basado en texto 2 8 Equipos utilizados para realizar la calibraci n 2 8 1 Ba o Hart Scientific 7320 Uno de los dos ba os que se usan para la calibraci n es el Hart Scientific 7320 Si el rango a calibrar es de 20 150 C se utilizar nicamente este ba o pero si el rango es superior 150 C
27. ceso de calibraci n se mostrar en un gr fico el valor de la temperatura del patr n y los l mites en los que deber estar comprendido SP Tolerancia para que el resultado pueda ser considerado como v lido v Globales vi crafica Patr n Hay una estructura de CASE Al empezar esta estructura la forzamos 1 Ring Empezar Leemos los valores de las resistencias tanto del como de los Equipos Bajo Prueba Convertimos estos valores de resistencia a temperatura Comprobamos que el valor del patr n este dentro del rango SP Tolerancia Cuando est dentro de este rango guardaremos los valores en tablas y calcularemos su media valor m ximo y m nimo A continuaci n comprobamos el que estos valores sean estables Miramos que el valor max min 2 Estabilidad En el caso de que los valores no sean estables volveremos a empezar de nuevo Si por el contrario si lo son entonces miramos el tiempo que siendo estables estos valores Si t_que_llevan_estables lt t_estabilidad forzamos el CASE 2 ESPERANDO T t_estabilidad Si t_que_llevan_estables gt t_estabilidad forzamos el CASE 0 FINALIZAR 41 2 2 1 estatbildad y tolerancia vi E E E s s s usos abla medidas 111225 DEI 42 2 1 1 1 Tolerancia vi OO OO CO OO OD OO
28. cializaci n vamos al siguiente diagrama bloques VERIFI CAR SP 1 1 Introducir datos vi INICIAL En este VI nos piden por pantalla una serie de datos que se detallan a continuaci n Despu s de pedir el rango y el n mero de puntos a medir ponemos unos valores por defecto para la tolerancia la estabilidad 1 0 1 respectivamente 1 1 1 Elegir Presi n vi Presi n En este VI se escoge entre calibrar temperatura y presi n ya que este VI esta pensado para poder utilizarlo en un futuro en calibraciones de presi n en el caso de presi n puede ser necesario realizar m s de un ciclo y por ello tambi n nos lo piden Como nosotros haremos una calibraci n de temperatura esta configurado para que por defecto solo se haga un ciclo y calibremos temperatura as que nos bastar con pulsando OK Enter cuando salga la ventana Tambi n capturamos la hora de inicio para introducirla m s tarde en el informe final RAIPR Of 1 1 2 Patr n vi En este VI nos dan a elegir entre los dos patrones usados en el laboratorio de la C N V II Tambi n pueden ser modificados algunos par metros que caracterizan la SPRT en el caso de que sean diferentes debido a que han sido llevadas a calibrar a un laboratorio cambio cocf6 9 26 Cambio_coef_69 vi cambio caso de la SPRT 1 0069 25 558 podemos variar sus par metros si as lo deseamos b
29. diferentes patrones de interpolaci n para definirlas Term metros de gas TRP termopares term metros de radiaci n etc han sido alguno de los patrones de temperatura utilizados Dado que las condiciones de estabilidad pureza y fabricaci n son muy estrictas para los patrones que las definen solamente algunos Laboratorios de calibraci n y algunas industrias con gran peso econ mico podr an mantener patrones con esas exigencias no se podr n cumplir en los sensores de tipo industrial pero si se pueden encontrar patrones de trabajo que aproximen la 90 a las necesidades industriales con gran precisi n y con costos hasta 20 veces inferiores a las exigidas para un Patr n Primario Los tipos m s comunes de patrones que se utilizan en la medida de temperatura son term metros de columna liquido term metros de resistencia de Platino y termopares y desde hace algunos a os term metros de radiaci n 2 4 1 Term metros de Resistencia general y de Platino TRP Un term metro de resistencia es un instrumento para medir la temperatura que consta de un sensor el cual forma parte de un circuito el ctrico cuya resistencia varia con la temperatura un elemento donde sujetar el sensor una pantalla protectora para el sensor y cables conectores que unan el sensor al instrumento de medida generalmente un puente que nos dar las variaciones de resistencia con la temperatura Los sensores utilizados como patrones de trabajo basados e
30. eguros de que las lecturas son correctas que est n dentro de un margen seguro Debido a las tensiones f sicas y t rmicas los dispositivos de temperatura sufren variaciones de su estado original Una verificaci n regular de los instrumentos de medici n de temperatura es necesaria para mantener un alto nivel de confianza en las mediciones Se pueden realizar calibraciones usando varios m todos teniendo en cuenta que cualquier operaci n de este tipo requiere fuentes de calor y patrones de referencia 2 2 Objeto El objeto de este proyecto es la automatizaci n mediante la herramienta LabVIEW de un proceso de calibraci n de RTD s Pt100 2 3 Conceptos b sicos Temperatura desde un punto de vista termodin mico ser a aquello que tienen en com n los sistemas que est n en equilibrio t rmico o cantidad inventada para parametrizar el equilibrio t rmico La mec nica estad stica formaliza y justifica la definici n anterior diciendo que es una medida de la agitaci n t rmica en un sistema Medida de temperatura para medirla es necesario poner en contacto t rmico transferencia de calor entre ellos dos sistemas y esperar el equilibrio Uno de los sistemas ser tal que cierta variable asociada a el sufra alguna variaci n f cilmente medible El valor de tal par metro ser una medida de la temperatura del otro sistema Ley cero de la Termodin mica si dos sistemas est n por separado en equil
31. entre la parte exterior de la pantalla protectora del sensor y el medio El efecto de auto calentamiento puede considerarse peque o para un TRPP con pantalla de cuarzo pues varia entre d cimas de mK y alg n mK pero aquellas que tienen protecci n de vaina de acero inoxidable y sobre todo en los TRPI Termo resistencia de platino industrial puede ser considerable Para un TRPI de 100 O a O el auto calentamiento producido por una corriente de ImA puede ser de 20 mK el punto triple del Agua Los efectos externos de auto calentamiento se pueden minimizar dise ando los term metros de tal manera que el elemento protector tenga un buen contacto t rmico con el medio Respuesta T rmica Ligado al auto calentamiento de un term metro de resistencia se encuentra su tiempo de respuesta mientras que para un TRPP con vaina de borosilicato o cuarzo puede ser de unos segundos para un TRPI en vaina met lica gruesa puede ser de varios minutos d Profundidad de inversi n Cuando se realizan calibraciones de term metros hay que asegurarse que la profundidad de inmersi n sea la adecuada debido a la conducci n t rmica a trav s de la vaina y de los conectores Por tanto es necesario estudiar para cada TRPP y en particular por su dise o para cada TRPI la caracter stica resistencia profundidad de inmersi n por ejemplo en el punto de fusi n del hielo y corregir los errores por este efecto para la calibraci n e Aislamie
32. i n COOL debe estar desactivada Comprobaremos si la funci n COOL esta activada Si se produce este caso en el que la funci n COOL esta desactivada no haremos nada Tab Control 35 En caso la que funci n COOL est encendida procederemos apagarla COOL Ter OFF Tab Control 2 1 2 Cool off vi COOL OFF El Escribimos el comando f2 0 para apagar la funci n COOL del ba o Ponemos la variable COOL a O COOL OFF 36 SISTEMA DE CALIBRACION DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA MEMORIA DE PROGRAMACI N En caso en que SP gt 150 el ba o Hart Scientific modelo 7320 que es el que hemos estado utilizando hasta ahora no nos servir ya que rango de operaci n es de 20 a 150 C Por lo tanto tendremos que cambiar de ba o y para record rnoslo saldr un cartel anunci ndolo Tab Control 37 SISTEMA DE CALIBRACION DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA MEMORIA DE PROGRAMACI N 2 2 Procedimiento vi NO 38 procedi miento Para cada SP leeremos su tolerancia y estabilidad de la tabla en la que anteriormente lo hab amos guardado Estos dos datos los necesitaremos despu s para realizar la calibraci n HG a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a nnn a a a a a a or que estamos A EMPEZAR gt TABLA TOL ESTAB 1 u u p u n o u u u u u u n a n u u u u u u u u u u u m Mientras que no acabe el pro
33. ias En uno se ponen todos los valores tomados que cumpl an todos los requisitos antes comentados y en otro las medias us PULG I us as uns so us ss ss sus as us ss us as DS SIVO WA 30 9189 mas uv us sus se ns sas ds O O 10000000 56 3 Crear informes vi Se crea un informe por cada canal por cada informe canal final 3 1 informe vi Con este VI lo que hacemos es rellenar la plantilla que hay para calibrar Pt100 Los datos que ponemos son Hora Inicio calibraci n Hora Finalizaci n Equipo que ha sido calibrado T media del Patr n T media del Correci n Tolerancia Se rellena el campo ICorrecci nl lt Tolerancia en todos los puntos con unas XXXX seg n si se cumple o no 3 1 1 datos_informe_word vi med corred Calcula la correcci n para cada EBP Patr n T
34. ibrio t rmico con un tercero entonces est n en equilibrio t rmico entre ellos Esta ley es la base para dar sentido a la medida de la temperatura puesto que si el tercer sistema se considera un term metro entonces calibr ndolo frente al primer sistema transfiere el valor de temperatura al segundo Unidades La temperatura es una de las magnitudes de base del Sistema Internacional de Unidades S su unidad es el Kelvin K y su definici n viene dada por la fracci n 1 273 16 la temperatura termodin mica Punto Triple del Agua donde coexisten gas agua y hielo Dado el valor num rico elegido no es muy pr ctico en muchas ocasiones ste puede substituirse por el grado Celsius C utilizando la siguiente ecuaci n t C T K 273 15 De la ecuaci n anterior puede deducirse f cilmente que los valores en el punto Triple del Agua son respectivamente 273 16 K y 0 01 C 2 4 Instrumentos para la medida de temperatura Debido al amplio margen de temperatura definido por la EIT 90 no existe un unico capaz de reproducirla son necesarios diferentes tipos de sensores medios isotermos para interpolar entre los distintos puntos fijos que la definen Desde la puesta en marcha de la primera Escala Internacional de Temperatura alla por 1927 y sus revisiones de 1948 1954 1960 1968 y por ltimo la EIT 90 que esta ahora en uso se han utilizado diferentes puntos fijos de definici n de las Escalas y
35. n la variaci n de resistencia con la temperatura pueden dividirse b sicamente en dos grupos detectores de temperatura de resistencia RTD y termistores Los primeros son elementos de circuitos el ctricos formados por conductores s lidos generalmente tienen la forma de hilo y est n caracterizados por un coeficiente resistividad positivo Los detectores de resistencia de temperatura se fabrican generalmente de Platino Cobre y N quel a Sensores de Cobre se siguen utilizando debido fundamentalmente a su bajo coste y debido tambi n a que presentan una gran linealidad en su relaci n Resistencia Temperatura siendo esta an loga a la de los term metros de resistencia de Platino Ro 1 At para t gt 0 C Ro 1 At t 100 6 para t lt 0 C El coeficiente lineal con la temperatura es ligeramente superior al de los TRP pero presentan una resistividad mas baja que es un factor negativo para muchas aplicaciones industriales Tienen tambi n un problema afiadido y es su facil oxidaci n a temperaturas moderadas y adem s presentan menos estabilidad Los term metros de Cobre son ptimos para aplicaciones industriales en el rango de 50 C hasta los 200 C b Sensores de N quel stos son otros de los term metros com nmente utilizados en la industria basados en la variaci n de resistencia con la temperatura debido sobre todo a su bajo costo y a su alto coeficiente de temperatura tie
36. n n mero de puntos equidistantes entre dos valores e Temperatura Calcula valores equidistantes entre ellos que van desde el valor inferior hasta el valor superior En este caso solo se realiza un ciclo de subida 4 valores TABLA TOLJESTAB Calcula un n mero de puntos equidistantes entre dos valores 1 3 Verificar SP VI VERIFI CAR Nos dan la opci n de modificar los SP antes calculados por el VI ASC DESC ya que este calcula puntos equidistantes entre ellos y puede que se quieran medir otros puntos diferentes Guardamos los nuevos valores en la tabla donde se encontraban los calculados con anterioridad nuevos valores SP PC uevos valores SP uevos valores SP C 225 TABLA TOLJESTAB 30 14 Introducir tol est vi TOL EST Ponemos defecto unos valores de tolerancia y de estabilidad 1 y 0 1 respectivamente estos pueden ser modificados cuando se ejecuta este VI t_estab El tiempo de estabilidad se pide en minutos lo transformamos a segundos ya que despu s lo compararemos con segundos 1 5 t estabilidad vi estabilidad 2 TRATAR CADA VALOR VI cada SP pondremos el ba o a la temperatura deseada y procederemos a tomar lecturas del mult metro hasta que los valores est n dentro de una tolerancia y sean estables Tomaremos m s lecturas y guardaremos los datos en ficheros para crear mas
37. n requerido hay varios MIC que pueden utilizarse Ba os Hornos Calibradores de pozo seco C maras t rmicas Ete y cada uno de ellos en muy diversas configuraciones formatos tama os precios etc Ba os Los ba os de temperatura controlada son MIC en los que existe un fluido y un sistema de recirculaci n una h lice y un motor en un recipiente generalmente c bico cil ndrico donde se genera la temperatura de inter s Los ba os de temperatura controlada se encuentran en el rango de 100 hasta 550 Deber n estar provistos de agitadores para permitir una temperatura homog nea a trav s del medio y de un control de temperatura suficientemente bueno que nos permita llegar a las temperaturas de consigna en tiempos relativamente cortos Las p rdidas de calor se pueden minimizar mediante aislamientos adecuados y la parte superior del ba o deber estar provista de los medios para sujetar los term metros y los patrones Los medios usados como fluidos isotermos var an con la temperatura a medir 2 6 Procedimiento de calibraci n 2 6 1 Toma de datos Para cada SP Set Point 1 2 3 4 5 7 8 9 El ba o pone la temperatura deseada Se lee tolerancia estabilidad y tiempo de estabilidad Se toman lecturas de todos los canales primero se lee el patr n y despu s los EBP Equipo Bajo Prueba Convertimos las lecturas de resistencia a temperatura Miram
38. na profundidad de inmersi n Su precisi n estar sujeta a la conducci n t rmica por la vaina protectora y por tanto a rangos de temperatura muy limitados Estabilidad Va ligada a la reproducibilidad del term metro l gicamente imprescindible para un buen sensor Imprescindible un buen tratamiento t rmico d Auto calentamiento Los TRP con auto calentamiento grande nos limitar n su uso como patrones de transferencia e Condiciones de uso y de mantenimiento No pueden esperarse las mejores prestaciones de un TRP sin unos cuidados adecuados como pueden ser limpieza de vaina protectora despu s de cada uso cuidado con choques tanto fisicos como t rmicos alejarla de vibraciones almacenaje en lugares adecuados y protegidos etc f Rango de utilizaci n Si se ha sometido el a un rango superior recomendado se deber comprobar la variaci n de su R 0 01 por si fuese necesario un tratamiento t rmico g Puntos de medida Para una buena calibraci n y ajuste de los valores obtenidos a buena curva con necesarios al menos cinco valores en el rango hasta 300 C y cuatro para temperaturas negativas 2 5 Medios isotermos Los medios isotermos de calibraci n tienen por objeto generar una zona uniforme y estable de temperatura medida con un patr n o definida te ricamente como en puntos fijos Atendiendo a esto se puede hacer una primera clasificaci n en lo que respecta a calibraci n Calibraci n en Punt
39. ne la desventaja de su poca linealidad y el hecho de tener una transici n de fase metal rgica alrededor de los 350 C Esto ltimo afecta a su resistencia y limita por tanto su rango de utilizaci n Su rango m s com n es de O hasta 300 y aunque no son muy precisos entre 0 1 y 0 3 tienen buena aplicaci n por su robustez y r pida respuesta c Sensores de Platino de todos los sensores de temperatura basados en termometr a de resistencia aquel que se utiliza para medidas de la m s alta precisi n es el de Platino y ello se debe a varias razones al ser un metal noble le afectan menos las condiciones ambientales sobre un gran margen de temperatura que a otros metales puede obtenerse en un grado de pureza muy alto es resistente a la corrosi n y ataques qu micos tiene un alto punto de fusi n y es resistente a la oxidaci n se mecaniza bien por tanto es f cilmente reproducible se entiende en su fabricaci n y modelado y sobre todo porque su relaci n entre resistencia y temperatura es la m s simple de todas las que han sido estudiadas durante muchos a os L gicamente tambi n tiene sus defectos el principal poder ser atacado por diferentes sustancias sobre todo a partir de unos 500 C por lo que es muy importante una buena limpieza del sensor antes del ensamblaje del term metro Aunque por debajo de 250 la contaminaci n no es un problema para altas temperaturas puede ocurrir que materiales menos
40. nto de la resistencia El efecto de falta de aislamiento entre el elemento sensible y su soporte f sico y tambi n entre los conectores y la parte exterior de la vaina protectora da lugar a errores que hacen disminuir la resistencia aparente del elemento sensible Estos efectos apenas se notan a temperaturas inferiores a unos 650 para TRPP pero para TRPI cuyo proceso de fabricaci n no es tan selectivo da lugar a errores de 30 mK para resistencias con aislamiento de 1 MO en valores de 100 O a O C lo que es equivalente a 0 45 en 800 C 2 4 1 5 Procedimientos y t cnicas de calibraci n Existen dos m todos de calibraci n que son siguiendo la EIT 90 en puntos fijos y comparaci n El primer m todo se sigue en los Laboratorios de primer nivel para calibraci n de TRPP el segundo puede realizarse en cualquier Laboratorio de calibraci n industrial Para calibrar un term metro de resistencia industrial se necesita aparte de los patrones adecuados TRPP calibrados en puntos fijos un puente de medida acorde a las exigencias de incertidumbre esperadas y los medios isotermos adecuados para realizar las medidas Los ba os utilizados deben estar bien estudiados estabilidad y uniformidad de los ba os es una de las causas m s grande de incertidumbre en las medidas Una buena t cnica de calibraci n es la utilizaci n de bloques met licos con taladros o pozos adecuados para introducir los TRPI Se eligen metales adecuado
41. o elegir el valor de m s alta correcci n en valor absoluto y asignarle una clase que cubra la Correcci n 0 75 como margen de seguridad Anotarlo en el Informe de Resultados 4 3 FINALES Retirarlos equipos de prueba utilizados Etiquetar el con su rango de trabajo y la clase asignada Verificar que se han cumplimentado todos los datos del Informe de Resultados 4 4 RESULTADOS DE LA PRUEBA REALIZADA EL 3 DE AGOSTO DEL 2004 Se calibraron 3 100 Los resultados se presentan en los siguientes informes INFORME DE RESULTADOS ANEXO I TAREA EQUIPO CALIBRACION TERMORRESISTENCIAS PT100 HORA COMIENZO 10 18 HORA FINALIZACION 13 00 INSTRUMENTOS DE MEDIDA Instrumento de prueba Identificaci n Fecha pr xima calibraci n 1 3607 UG I 1 RESULTADO DE SATISFACTORIO INSATISFACTORIO OBSERVACIONES REALIZADO COMPROBADO APROBADO INFORME DE RESULTADOS ANEXO I TAREA N 5 1 DATOS DEL E B P RANGO CLASE FABRICANTE Y MODELO N S 5 2 CALIBRACI N 1 punto patr n C R Lectura 1 Correc C Tol C 10 03297 10 22278 0 18981 1 00000
42. os Fijos PE Calibraci n por comparaci n CC Un uso muy extendido de estos sistemas se da en el campo de los ensayos de todo tipo en los cuales el medio isotermo no se utiliza para calibraci n de sondas sino para someter a una muestra a unas determinadas condiciones de temperatura durante un cierto tiempo Hay que distinguir entonces entre medios isotermos en general y los que se utilizan para calibraci n En el medio isotermo auxiliar y funci n la generaci n de la zona de temperatura estable y uniforme Esta ser medida por un patr n externo y comparada con la lectura del instrumento a calibrar Un medio isotermo de calibraci n MIC est dise ado para la calibraci n por comparaci n de sondas de temperatura y su especificaci n b sicamente es Margen de temperatura de uso Uniformidad y estabilidad especificadas por el fabricante Sonda s de control Sonda s de protecci n de temperatura de corte Tipo de control PID banda proporcional etc Dimensiones de la zona til la zona realmente til ser en general menor y debe especificarse para cada temperatura Configuraci n de calefacci n refrigeraci n recirculaci n en ba os etc Accesorios de soporte de sondas como tapas bloques uniformizadores tubos cer micos hornos etc En funci n del tipo de sonda para cuya calibraci n est dise ado margen de temperatura y nivel de precisi
43. os si la lectura del patr n est dentro SP Tolerancia Si no es as volvemos al paso 3 Calculamos temperatura m xima y m nima del patr n Comprobamos que se cumpla Tmax Tmin 2 Estabilidad si los valores son estable volvemos al paso 3 Comprobamos si los datos han sido estables durante el tiempo necesario Si no ha transcurrido el tiempo necesario seguimos tomando datos comprobando siempre que est n dentro de la tolerancia y sean estables 10 Una vez que los datos han sido estables dentro de la tolerancia definida para el SP actual durante el tiempo necesario se procede a calcular el valor medio de la Temperatura Leer tolerancia Estabilidad y t_ estabilidad Leer canales Convertir lecturas a Calcular Tne du Par 5 2 6 2 An lisis resultados Una vez obtenidos los resultados de la calibraci n calcularemos cual es la tolerancia para los diferentes puntos en los que hemos tomado las medidas Calcularemos la correcci n para cada punto patr n Deberemos comprobar que i correcci n Tolerancia en todos los puntos Si esto ltimo no se cumple deber reclasificarse el equipo Para ello elegir el valor de m s alta correcci n en valor absoluto y asignarle una clase que cubra la Correcci n 0 75 como margen de seguridad Anotarlo el Informe de Resultados 2 6 3 Informe En el informe se presentar n los siguientes datos N mero de orden
44. plex mode Pulsa UP o DOWN para configurarlo como Full Pulsa SET para cargar el nuevo valor ltimo par metro modificar el Linefeed Pulsa UP o DOWN para configurarlo como Pulsa SET para cargar el nuevo valor 62 4 2 CALIBRACION Pasos a seguir para utilizar el programa creado calibraci n Hacer doble clic sobre el icono de National Instruments LabVIEW 7 1 Al hacerlo aparece la siguiente pantalla E LabVIEW Eile Edit Tools Help Configure 22 LabVIEW 7 7 C Hacer clic sobre Open y abrir MENU Vi que se encuentra en la ruta C Documents and Settings ELASHERAS Escritorio Datos MENU vi A continuaci n aparecer la siguiente pantalla SISTEMA CALIBRACION DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA MANUAL DE USUARIO Para empezar el programa pulsaremos las teclas Ctr R o pulsaremos el raton sobre la figura k Primero se procede a la Inicializaci n Pulsar Fl A continuaci n salen una serie de pantallas En la primera se puede escoger entre calibrar Temperatura o Presi n Como vamos a calibrar Temperatura basta con pulsar ENTER Presi n vi 64 SISTEMA CALIBRACION DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA MANUAL DE USUARIO Escoger la SPRT empleada como patr n I 0068 PR I 0069 PR Comprobar si los coeficientes son los mismos o han cambiado debido a que se han a calibrar P
45. rror en la medida de TRP son las siguientes a Deformaciones mec nicas Uno de los requisitos de la EIT 90 para las TRPP Termo resistencia de platino patr n es su montaje libre de deformaciones mec nicas debido al hecho de que la temperatura es fuertemente dependiente de las impurezas en la red cristalina de los s lidos sobre todo en el Platino por las dislocaciones Para minimizar los efectos producidos por los defectos puntuales en la red cristalogr fica y llevar los sensores a un buen grado de estabilidad se someten a tratamientos t rmicos con sucesivas series de ciclos que cubren temperaturas ligeramente superiores a la temperatura m xima de utilizaci n El efecto que producen estos tratamientos t rmicos que se deben realizar sin disminuir bruscamente la temperatura es una disminuci n en la resistencia 0 01 y un incremento en el coeficiente b Auto calentamiento La medida de la resistencia lleva necesariamente al paso de una corriente a trav s del sensor lo que lleva a un calentamiento por efecto Joule en la resistencia y terminales aumentando la temperatura del sensor por encima de la del medio que le rodea La disipaci n de esta energ a a trav s de construcci n de cada term metro Adem s de este calentamiento conocido como interno hay otro efecto de calentamiento y es debido a que el calor emitido no es autom ticamente absorbido por el medio que rodea al sensor y depende del grado de contacto t rmico
46. s que tengan una buena inercia t rmica como puede ser el Cobre y se consigue buena estabilidad con los ba os que quiz s en un principio no se consideraban adecuados Se deben preparar los TRPI a calibrar realizando un recorrido de temperatura unos 10 grados superior al de su uso Se debe elegir una profundidad de inmersi n situando los sensores de tal manera que los errores cometidos por conducci n t rmica a lo largo de la varilla y de los terminales sea despreciable Debe tenerse tambi n presente el perfecto estado de la resistencia o resistencias patr n utilizadas en el puente y que est n aclimatadas t rmicamente de tal manera que no var e su resistencia durante las medidas por otra causa que por el propio paso de corriente En cuanto a los ba os adem s de tener bien estudiada su estabilidad y uniformidad hemos de tener cuidad con los fluidos t rmicos utilizados primero en cuanto a seguridad e higiene de los propios t cnicos y despu s en cuanto al medio isotermo m s adecuado con buena conductividad t rmica no muy viscoso y que no ataque qu micamente a los TRP Una vez que se ha estudiado la estabilidad del o los TRP a calibrar que se ha demostrado la conveniencia del puente y del ba o a utilizar solo falta introducir las resistencias en el ba o hasta conseguir un buen equilibrio t rmico ya sea directamente con el ba o o en el bloque igualador El mejor m todo aunque encarezca el mantenimiento del Laboratorio
47. tarde un informe con los resultados de la calibraci n Este proceso se repetir para todos los valores de los SP miento 2 1 Com_serie vi Con este VI mantendremos una comunicaci n con el ba o comunicaci n serie Para la comunicaci n serie hemos tenido que configurar varias cosas Enable Termination Char termination char 0x4 timeout 10sec i VISA resource name Visa duplicate VISA resource name baud rate 9600 data bits 8 error out parity 0 i error in no error stop bits 10 1 bit flow control O none Baud rate aqu he tenido que modificar el valor que estaba por defecto ya que la m xima velocidad que el ba o pod a soportar es de 2400 bps Y como ya he explicado antes Si no van a la misma velocidad esto dar a lugar a problemas en la comunicaci n Visa resource name En esta entrada se introduce el puerto serie que quieres configurar Nosotros siempre lo pondremos el puerto Data bits Por defecto esta configurado como 8 no lo modificaremos ya que ese es el n mero de bits de datos que el ba o env a Por cada byte recibido 8 ser n los bits que se considerar n como bits de datos Stop bits En las transferencias se manda un bit de stop que es el que esta configurado por defecto Por lo tanto no lo tocamos Parity No hay bit de paridad por defecto ya esta configurado as por lo tanto tampoco lo tocamos control Lo configuramos como
48. ulsar sobre VER COEFICIENTES Pulsar ENTER Si los coeficientes son diferentes hay que cambiarlos Escribirlos en las diferentes casillas Pulsar ENTER coef 69 vi 3 57621912 4 A gt 2 2 99855701 4 2 15496512E S 1 5 60639414 4 65 SISTEMA CALIBRACION DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA MANUAL DE USUARIO Identificar cada canal con el EBP asociado Escribir su n mero de identificaci n Pulsar ENTER Escribir el n mero de canales del mult metro Keithley 2000 que se utilizan Canal 1 para patr n Canal2 EBP1 Canal3 EBP2 Pulsar ENTER Escribir el rango de temperatura a la que se quiere calibrar las Pt100 66 SISTEMA CALIBRACION DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA MANUAL DE USUARIO Escribir el de Puntos en los que se quiere calibrar por defecto son 5 no es necesario cambiarlos Pulsar ENTER Rango medir v Si los SP no son los que se desean CAMBIARLOS Pulsar ENTER 67 SISTEMA DE CALIBRACION DE EQUIPOS DE MEDIDA DE TEMPERATURA MANUAL DE USUARIO Si la Tolerancia y Estabilidad que hay por defecto no son los adecuados sit ate sobre la casilla que quieras cambiar y modif cala Pulsar ENTER introducir tol est vi Introduce el tiempo necesario que quieres que sean estables las lecturas del Patr n Pulsar ENTER t estabilidad vi
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