Funcionamiento de un termistor NTC

Describa el principio de funcionamiento de un termistor NTC (Selectividad Andalucía Junio 2018).

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura.

El termistor NTC es un sensor resistivo cuya resistencia disminuye con el aumento de temperatura.

Su curva característica es la siguiente en la que se observa que al aumentar la temperatura disminuye la resistencia.

Estabilidad en los sistemas de control de lazo cerrado

Explique brevemente el concepto de estabilidad en relación con los sistemas de control en lazo cerrado (Selectividad Andalucía Junio 2018).

Por estabilidad en los sistemas de control de lazo cerrado se entiende como las variaciones que sufre la señal de salida con respecto a la de referencia a lo largo del tiempo.

Si la señal no varía mucho a lo largo del tiempo y se mantiene cercana a la de referencia se considera estable, en caso contrario inestable.

 

Termistores PTC y NTC

Defina termistores PTC y NTC e indique la diferencia fundamental entre ambos tipos (Selectividad Andalucía Junio 2018).

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. Existen dos tipos de termistores:

Termistor NTC

Termistor PTC
  • NTC (Negative Temperature Coefficient): sensor resistivo cuya resistencia disminuye con el aumento de temperatura.
  • PTC (Positive Temperature Coefficient): sensor resistivo cuya resistencia aumenta con el aumento de temperatura.

La diferencia fundamental es que cuando aumenta la temperatura, la PTC aumenta la resistencia y la NTC disminuye la resistencia.

Se pueden utilizar para:

  • Medidas de temperaturas
  • Medida de la velocidad de fluidos
  • Protección contra el recalentamiento de equipos
  • Indicadores de nivel
  • Provocar retardos en circuitos
  • Limitadores de corriente

Conceptos de perturbación y error en los sistemas de control

En relación con los sistemas de control, indique el significado de los conceptos perturbación y error (Selectividad Andalucía Junio 2018).

La teoría de regulación automática o teoría de control estudia el comportamiento dinámico de un sistema frente a órdenes de mando o perturbaciones.

Sistema de control

Perturbaciones: son todas las señales indeseadas que intervienen de forma adversa en el funcionamiento de un sistema. Pueden ser internas, si se generan dentro del mismo, o externas, si se generan fuera del sistema y constituyen una entrada.

Error: es la señal que indica la diferencia entre la señal de entrada de referencia y el resultado obtenido por el medidor a partir de la salida realimentada.

Concepto de perturbación en un sistema de control

Respecto de un sistema de control, defina el concepto de perturbación e indique las posibles causas que la pueden producir (Selectividad Andalucía 2017).

Perturbaciones son todas las señales indeseadas que intervienen de forma adversa en el funcionamiento de un sistema. Pueden ser internas, si se generan dentro del mismo, o externas, si se generan fuera del sistema y constituyen una entrada.

 

Principio de funcionamiento de un termopar y sus aplicaciones

Indicar el principio de funcionamiento de un termopar y sus aplicaciones  (Selectividad Andalucía 2015).

Los termopares están basados en la unión de dos metales distintos por uno de sus extremos. Cuando esta unión se calienta, se desarrolla una diferencia de potencial en sus extremos libres que es proporcional a la diferencia de la temperatura entre los dos extremos.


Los termopares actualmente tienen grandes e importantes aplicaciones industriales ya que casi todos lo procesos en la industria requieren un estricto control de la temperatura y el uso de termopares ayuda a la automatización del control de la temperatura ya que se pueden implementar programas que ejecuten acciones especificas dependiendo de la temperatura que se tenga en un momento dado del proceso industrial.

  • Industria de la construcción: en el proceso de fabricación de el cemento y procesamiento de asfalto.
  • Industria metalúrgica: en la salida de los altos hornos.
  • Industria del plástico y del caucho: en las líneas de extrusión y temperatura de moldes e inyección.
  • Industria alimentaria: para controlar la temperatura (mantener la cadena de frío) y en los procesos de fermentación.
  • En criogenia (o criotécnica): donde es necesario controlar temperaturas inferiores a 200º.
  • En medicina: para medir temperaturas de la sangre en el interior del cuerpo humano usando minielementos térmicos.
  • En automoción: Pruebas de motores, de frenos y de neumáticos.

Transductores de temperatura: tipos y características

Transductores de temperatura: tipos y características (Selectividad Andalucía Junio 2015).

La medida de la temperatura constituye una de las mediciones que se realizan en la industria con mayor frecuencia.

En la actualidad, los métodos empleados para la medida de la temperatura son múltiples, pero, en general, están basados en los siguientes fenómenos:

  • Variación de la resistencia de un conductor con las temperaturas (termorresistencias).
  • Variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura (termistores): PTC, NTC.
  • Fuerza electromotriz creada en la unión de dos metales distintos (termopares) al variar la temperatura.
  • Intensidad de la radiación emitida por un cuerpo (pirómetros de radiación).

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Resistencia variable como transductor de posición

Explicar cómo podemos utilizar en un sistema de control una resistencia variable como transductor de posición (Selectividad Andalucía Junio 2015).

Podemos utilizar un potenciómetro acoplado sobre un eje roscado cuyo movimiento determina la posición del elemento móvil cuya posición se mide:

El regulador en un sistema de control de lazo cerrado

Dibujar el diagrama de bloques de un sistema de control de lazo cerrado. Justificar el lugar que ocupa el regulador y la función que realiza (Selectividad Andalucía 2016).

Cuando se compara la señal de referencia con la señal controlada obtenemos la señal de error. Esta señal de error se denomina señal activa, y es la que entra al regulador o controlador.

Su posición está justificada ya que el controlador o regulador debe actuar de manera que la variable controlada siga las variaciones de la variable de referencia o corrija los efectos de las perturbaciones con la máxima rapidez, la máxima exactitud y el mínimo de oscilaciones posible.

En este elemento deben ajustarse de forma óptima una serie de parámetros para obtener una respuesta deseada. Por ello, este elemento se considera el núcleo del sistema controlador.

Transductor de intensidad luminosa LDR

Explicar el funcionamiento de un transductor de intensidad luminosa LDR (Selectividad Andalucía 2016).

Los transductores de luz hacen uso de las radiaciones luminosas. Sus propiedades eléctricas se ven afectadas por las radiaciones, sean o no de luz visible.

Las resistencias LDR (Light-Dependent Resistors), también denominadas fotorresistencias, utilizan la propiedad de algunos materiales de variar su resistencia eléctrica con la luz:

  • A mayor luz, menor resistencia.
  • A menor luz, mayor resistencia.