Área de Ingeniería de Procesos - Versión de Control Automático por Instrumentos - Pregunta diaria - Pregunta del 2020-07-14

1. Método de baño de hielo: Se utiliza frecuentemente en los laboratorios, es decir, se mantiene la temperatura del extremo de referencia a 0 grados. Sin embargo, su aplicación implica costos elevados y es un proceso complicado. 2. Método de corrección por temperatura del extremo frío: Se utiliza con frecuencia en entornos donde no se requiere alta precisión; es decir, cuando la temperatura del extremo frío no puede mantenerse constante en 0 grados, es necesario corregir los valores indicados por el instrumento. Es fácil de hacer, pero los errores son grandes. 3. Método del puente de compensación: Se utiliza con poca frecuencia de forma independiente. Consiste en aprovechar el potencial generado por un puente desequilibrado para compensar los cambios en el potencial termoeléctrico causados por las variaciones de temperatura en el extremo frío del termopar. Los puentes de compensación existen como productos independientes, y también se fabrican integrados en instrumentos. 4. Método de cable de compensación: Este es el método más utilizado. Consiste en extender el termopar, llevando su extremo frío a un lugar donde la temperatura sea más estable (generalmente, la sala de control). Luego, se ajusta manualmente la temperatura del extremo frío, es decir, se ajusta el punto cero del instrumento a la temperatura ambiente. También es posible que el circuito interno del instrumento realice la compensación automáticamente. En el caso de los termopares de metales preciosos, es imposible prolongarlos, ya que su alto costo lo hace inviable. Por eso, se utilizan metales menos valiosos con propiedades termoeléctricas similares como conductores de extensión. La regla relativa a la temperatura intermedia constituye la base teórica para el uso de conductores de compensación. Los cables de compensación no pueden compensar automáticamente los cambios en la temperatura del extremo frío del termopar; su función es simplemente llevar ese extremo frío a un lugar donde la temperatura sea más estable. La compensación real debe realizarse manualmente, con la ayuda de instrumentos adecuados.

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Temperatura constante en el extremo frío, compensación del puente de Wheatstone, corrección de cero

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Baño de agua, puente eléctrico, cables de compensación, correcciones de cálculo

Conductores de compensación introducidos en la sala de control de temperatura constante, compensación del punto de congelación, compensación numérica, compensación del puente eléctrico

A. Método de corrección por temperatura del extremo frío B. Método de mantenimiento constante de la temperatura en el extremo frío C. Método de uso de cables de compensación D. Método de puente de compensación

Método del punto de congelación, método de corrección por cálculo, método de coeficientes de corrección, método de desplazamiento del punto cero, método de compensadores, método de procesamiento por software, etc

1. Método del baño de hielo: Se utiliza frecuentemente en los laboratorios; consiste en mantener la temperatura del extremo de referencia a 0 grados. Sin embargo, su aplicación es bastante complicada y difícil. 2. Método de corrección por temperatura del extremo frío: Se utiliza con frecuencia en entornos donde no se requiere alta precisión; es decir, cuando la temperatura del extremo frío no puede mantenerse constante en 0 grados, es necesario corregir los valores indicados por el instrumento. Es fácil de hacer, pero los errores son grandes. 3. Método del puente de compensación: Se utiliza con poca frecuencia de forma independiente. Consiste en aprovechar el potencial generado por un puente desequilibrado para compensar los cambios en el potencial termoeléctrico causados por las variaciones de temperatura en el extremo frío del termopar. Los puentes de compensación existen como productos independientes, y también se fabrican integrados en instrumentos. 4. Método de cable de compensación: Este es el método más utilizado. Consiste en extender el termopar, llevando su extremo frío a un lugar donde la temperatura sea más estable (generalmente, la sala de control). Luego, se ajusta manualmente la temperatura del extremo frío, es decir, se ajusta el punto cero del instrumento a la temperatura ambiente. También es posible que el circuito interno del instrumento realice la compensación automáticamente.

Métodos como el método del pozo de punto de congelación, el método de corrección por cálculo, el método de coeficientes de corrección, el método de desplazamiento del punto cero, el método de compensadores y el método de procesamiento por software, entre otros. 1. El método del tanque de punto de congelación consiste en colocar el extremo frío del termopar en un recipiente con mezcla de hielo y agua, de modo que T0 sea igual a 0°C. Este método está limitado al uso en experimentos científicos. Para evitar que la conductividad del agua congelada provoque un cortocircuito entre los dos puntos de conexión, es necesario colocarlos en dos tubos de vidrio separados, sumergiéndolos en el mismo recipiente con agua congelada, de modo que queden aislados el uno del otro. 2. Método de compensación por desplazamiento cero: Se añade artificialmente un valor constante a los resultados de las mediciones. Dado que la temperatura del extremo frío permanece estable, el electromovimiento EAB(TH,0) es una constante. Se logra la compensación mediante el ajuste del punto cero en el instrumento indicador, añadiendo un valor adecuado.   3. Método del compensador: Se utiliza un puente de desequilibrio para generar un potencial termoeléctrico, con el fin de compensar los cambios en el potencial termoeléctrico que se producen debido a las variaciones de temperatura en el extremo frío del termopar.

¿Cuáles son los métodos de compensación de la temperatura en el extremo frío? Existen cuatro métodos comunes: el método del baño de hielo, el método de corrección mediante fórmulas, el método de ajuste del punto cero del instrumento y el método del puente de compensación. 　　Se pueden utilizar cables de compensación para extender el extremo frío del termopar a un lugar donde la temperatura sea más estable. Sin embargo, la temperatura de ese extremo extendido generalmente no es de 0°C. La escala del termopar se determina cuando la temperatura del extremo frío es de 0°C; además, los instrumentos utilizados con el termopar también están calibrados teniendo en cuenta que la temperatura del extremo frío es de 0°C. Para garantizar la precisión de las mediciones, al utilizar termopares, es necesario mantener la temperatura del extremo frío en 0°C, o bien realizar ciertas correcciones para obtener resultados de medición fiables. Al hacer esto, se denomina compensación de la temperatura del extremo frío del termopar. Los métodos más comunes de compensación de la temperatura del extremo frío son: ① Método del baño de hielo. Las extremidades frías, que se extienden a través de los cables de compensación, se introducen en tubos de ensayo llenos de aceite de transformador. Estos tubos se colocan luego en un recipiente con una mezcla de hielo y agua, lo que permite mantener la temperatura de las extremidades frías en 0°C. Este método no es aplicable en la producción real, y se utiliza principalmente en laboratorios. 　　②Método de corrección de fórmulas. Según la fórmula (3-2), al sumar el potencial termoeléctrico medido EAB(t,to) con el potencial termoeléctrico obtenido consultando la tabla de valores, se puede obtener el potencial termoeléctrico correspondiente a la temperatura F, es decir, EAB(t,to). Al consultar nuevamente la tabla de calibración, se puede determinar la temperatura medida t. Este método solo es adecuado para mediciones experimentales o temporales de temperatura, y no es práctico para mediciones continuas. 　　③Método de ajuste del punto cero del instrumento. Por lo general, cuando el indicador está en funcionamiento, las agujas se encuentran en la posición cero (el punto cero mecánico). Si la temperatura del extremo frío del termopar, to (temperatura ambiente), es bastante constante, se puede desconectar el circuito de medición antes de realizar la medición. De esta manera, se puede ajustar el punto cero mecánico del instrumento de medición a ese valor de to. Esto equivale a aplicar una corrección al potencial termoelectrico de antemano en el instrumento de medición. Cuando se conecta el circuito de medición, la lectura que muestra el instrumento corresponde a la temperatura real que se está midiendo. 　　Este método es sencillo y fácil de aplicar. Se utiliza con frecuencia en la industria. Si la temperatura en la sala de control varía con frecuencia, se producirán ciertos errores de medición; esto suele ocurrir en situaciones en las que se requiere una precisión muy alta en la medición de la temperatura. 　　④Método del puente de compensación. Cuando las fluctuaciones de temperatura en el extremo frío del termopar son significativas, se puede conectar un puente compensador detrás del cable de compensación (puente desequilibrado). Este puente genera una tensión de desequilibrio Δu, que sirve para compensar automáticamente los cambios en el potencial termoeléctrico causados por las variaciones de temperatura en el extremo frío del termopar.

1. Método del pozo de punto de congelación 2. Método de migración del punto cero 3. Método del compensador

1. Método de corrección por temperatura del extremo frío 2. Método de mantenimiento constante de la temperatura en el extremo frío 3. Método con cable de compensación 4. Método de puente de compensación

Método de baño en hielo, método de corrección de temperatura en el extremo frío, método del puente compensador, método del cable compensador.

(1) Método para mantener la temperatura del extremo frío en 0°C (método de cero); (2) Método de corrección de la temperatura del extremo frío (método de compensación por temperatura ambiente); (3) Método de compensación en tiempo real por temperatura ambiente； (4) Método de compensación por puente eléctrico