( ) ( ) PT_100 ( ) ( ) Esercizio 1. Soluzione

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1 Esercizio 1 Un trasduttore PT100 (termoresistenza) viene utilizzato per misurare una temperatura variabile nel range alcolare il range della termoresistenza. aratteristiche del PT100: Materiale Platino Resistenza R 0 (0 ) 100 Ω + 0,1 % oefficiente di temperatura (α) 3, Range di funzionamento aratteristica di trasferimento: R T R 0 (1+αT) a R ( ) 0 ( 1+ α T ) 3 ( 20 ) ,85 10 ( 20) ( 20 ) 100 ( 1 0,77) ( 20 ) 100 0,923 92,3Ω ( ) ( 20 ) 92, 3Ω a R ( ) 0 ( 1+ α T ) 3 ( ) ,85*10 ( 130) ( ) 100 ( 1+ 0,5) ( ) 100 1,5 150Ω ( ) ( ) 150Ω T ,3Ω 150Ω PT_100 Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/2008 1

2 Esercizio 2 (Trasduttore di temperatura) Un trasduttore AD590 viene utilizzato per misurare una temperatura variabile nel range alcolare il range della corrente erogata dal trasduttore. aratteristica di trasferimento dell AD590: I K T T K temperatura espressa in K 1µ A / K (costante del trasduttore) alcolo range della temperatura in K SOLUZIONE T T T ( K ) K ( K ) K.alcolo range della corrente erogata dal trasduttore. I I K T K T µ A µ A 0 TEMPERATURA TEMPERATURA 343 K 273 ORRENTE 343 µa T 0 70 K AD590 I 273 µ A 343µ A 1µA/K Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/2008 2

3 Esercizio 3 (Trasduttore di umidità) Un sensore capacitivo di umidità viene utilizzato per misurare un umidità relativa variabile nel range 20% 80%. alcolare il range della capacità. aratteristica di trasferimento del sensore: + A O U R Dove o 130 pf, A 0, 41pF ed U R è l umidità relativa. ( o + A U R ) ( ,41 20) ( ,2)pF ( o + A U R ) ( ,41 80) ( ,8)pF pf pf pf pf 138, 2 pf 162, 8pF U R 20 % 80% SENSORE UMIDITA 138,2 pf 162, 8 pf ( + A U pf o R ) Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/2008 3

4 Esercizio 4 (Trasduttore di pressione) Un trasduttore di pressione differenziale (RS ) viene utilizzato per misurare una pressione variabile nel range 0Psi 20Psi. alcolare il range d uscita del trasduttore. aratteristiche del trasduttore RS Struttura a ponte (Fig.23, pag.16); ompensato in temperatura; Tensione massima d uscita 100mV; Range di pressione 0Psi 30Psi; Sovrappressione massima 60Psi; Tensione di alimentazione 10V. aratteristica di trasferimento (sensibilità/psi) 3,33 mv/psi + 10V P 2 1 RS TRASDUTTORE PRESSIONE DIFFERENZIALE RIFERIMENTO 2 + P 1 A B V AB 3,33mV / Psi P P 0Psi V 20Psi V AB AB 0mV 20 3, ,6mV P0Psi 20Psi RS V AB 0mV 66,6mV Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/2008 4

5 Esercizio 5 - (Estensimetri trasduttore di forza) Su una barra di alluio, sono stati incollati due estensimetri uguali, Rs ( estensimetro sollecitato) R T ( estensimetro utilizzato per la compensazione in temperatura) del tipo Rs ( Fig. 1 ). Supponendo che le variazione di resistenza subita da Rs è R 0.025Ω. alcolare: 1. la variazione di lunghezza L; 2. la sollecitazione di trazione F; 3. la tensione Vab. Fig. 1 aratteristiche dell estensimetro Rs Deformazione massima dal 2% al 4% Resistenza 120Ώ ( valore di R ) Tolleranza resistenza ± 0,5% Fattore di allungamento G F 2,1 Range di temperatura -30 c a 180 c R 0.025Ώ aratteristiche del provino Materiale alluio Sezione S 400mm 2 Lunghezza L 15cm Modulo di elasticità E 6,37 * N\m 2 Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/2008 5

6 1) alcolo L R R L ( 1+ 2µ ) L R R G F L L L L G F R R m 2) alcolo sollecitazione di trazione F F S E R G R F F ,52 10 N 120 F 2.52N L m R 0.025Ώ 3) alcolo Vab La tensione Vab, per la forza F N, E 12V ed R 1.2K (Fig.1) risulta : Rs R( T ) Vab R + Rs R + R( T ) E sostituendo si ottiene Vab V Rs 120+ R Ώ R 1.2K R (T) 120Ώ E 12V Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/2008 6

7 Esercizio 6 - (Dinamo tachimetrica trasduttore di velocità) alcolare la tensione d uscita prodotta da una dinamo tachimetrica sapendo che la costante K è pari a 5mV/r.p.m. quando la velocità è di 120giri/S. aratteristica di trasferimento della dinamo tachimetrica: V tensione d uscita continua della dinamo Kt costante tachimetrica n rotazioni per uto (r.p.m.) V Kt n n r.p.m. V Kt n 5 5 ³ 10 36V 120 giri/s Dinamo Tachimetrica Kt mv/r.p.m. V 36V Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/2008 7

8 Esercizio 7 - (Encoder trasduttore di velocità) Quale risoluzione (numeri di impulsi per giro) ha un encoder per la misura di posizione di 0.25? Supponendo che l encoder sia solidale con un albero di un motore in rotazione alla velocità di 720 r.p.m. (Fig. 1), calcolare il periodo del segnale rilevato dal fototransistor. Fig. 1 - Numero impulsi 360 / (impulsi per ogni giro) - Rotazione al secondo 720 / Frequenza (impulsi al secondo) Hz - Periodo 1 / f ,8 µs Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/2008 8

9 Esercizio 8 - (Termocoppia trasduttore di temperatura) Una termocoppia viene utilizzata per misurare una temperatura variabile nel range La termocoppia utilizzata presenta le seguenti caratteristiche: 1. caratteristica di funzionamento VK*T a. V differenza di potenziale in uscita misurata in mv b. Kcoefficiente di proporzionalità pari a 0,1 mv/ c. Ttemperatura in gradi centigradi 2. Range di funzionamento della termocoppia alcolare il range d uscita della termocoppia T100 VK*T0,1*10010 mv T2500 VK*T0,1* mv T Termocoppia V 10 mv 250mV 0,1 mv/ Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/2008 9

10 Esercizio 9 (Trasduttore di temperatura) Un trasduttore LM 35 viene utilizzato per misurare una temperatura variabile nel range alcolare il range della termoresistenza. aratteristiche del LM 35: Tensione di alimentazione 4v 30v aratteristica di trasferimento 10 mv / Range di funzionamento T a 20 V10*(-20)-200 mv T a +30 V10*(+30)+300 mv T V 200 mv + 300mV LM35 Docenti: Franco Tufoni - Enrico Ruggieri L. 5A, 5B-TIEN AS 2007/