PREGUNTAS RESUELTAS. LÓGICA.

1.- Explicar qué ventajas reales tiene la simplificación de circuitos lógicos.

Una vez que se obtiene la función para un circuito lógico, podemos reducirla a una forma más simple que contenga menos términos, la nueva expresión puede utilizarse para implantar un circuito que sea equivalente al original pero que contenga menos puertas y conexiones.

En definitiva las ventajas de la simplificación de circuitos lógicos serie principalmente económica y de espacio al requerir menos puertas y conexiones.

2.- Diferencias entre un circuito combinacional y uno secuencial.

Los circuitos combinacionales son aquellos que están ya diseñados y construidos para realizar una función específica. En cada instante, el estado lógico de sus salidas depende únicamente del estado de sus entradas:

Un circuito secuencial es aquel en el que las salidas dependen de los valores de las entradas en ese instante y de los valores anteriores por los que ha pasado la salida.
Su elemento fundamental es la memoria, pues las salidas en un momento dado dependen de la secuencia de estados anteriores:

 3.- Respecto de un sistema de control, defina el concepto de perturbación e indique las posibles causas que la pueden producir.

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.

4.- Indicar el principio de funcionamiento de un termopar y sus aplicaciones.

Los termopares están basados en la uníón de dos metales distintos por uno de sus extremos. Cuando esta uníón 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.

5.- Transductores de temperatura: tipos y carácterísticas.

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 uníón de dos metales distintos (termopares) al variar la temperatura.

•Intensidad de la radiación emitida por un cuerpo (pirómetros de radiación).

Termorresistencias

Un RTD (resistance temperature detector) es un detector de temperatura resistivo, es decir, un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura.

La relación entre la resistencia y la temperatura de un cuerpo se puede expresar de la siguiente forma:

donde:

R0 = resistencia en ohmios a 0 °C. RT = resistencia en ohmios a T °C. α = coeficiente de temperatura. Termistores

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:

•NTC (Negative Temperature Coefficient): su resistencia disminuye con el aumento de temperatura.

•PTC (Positive Temperature Coefficient): su resistencia aumenta con el aumento de temperatura.

Termopares

Los termopares están basados en la uníón de dos metales distintos por uno de sus extremos. Cuando esta uníón 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.

 Pirómetros de radiación

Se basan en la ley de Stefan-Boltzmann: «La intensidad de energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo».

6.- Explicar cómo podemos utilizar en un sistema de control una resistencia variable como transductor de posición.

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

7.- 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.

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.

8.- Explicar el funcionamiento de un transductor de intensidad luminosa LDR.

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.

 9.- Explicar la diferencia entre lógica cableada y lógica programada.

La lógica cableada consiste en el diseño de automatismos mediante la utilización de circuitos cableados, utilizando para ello contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, relés contadores, válvulas óleo- hidráulicas y neumáticas, así como demás elementos según las necesidades demandadas.

Lógica programada es lo contrario de la lógica cableada, en esta se sustituyen los elementos utilizados en los circuitos de mando ( contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores de potencia, relés temporizados, relés contadores, etc. ) por PLC’s, Autómatas Programables o Relés programables. Esto nos permite realizar cambios en las operaciones de mando, mediante el cambio de la programación, y por ello no tener que modificar el cableado.

10.- ¿Para qué se utilizan las galgas extensiométricas y cuál es su principio de funcionamiento?

Las galgas extesiométricas son transductores de tipo resistivo que se utilizan para la medida de pequeños desplazamientos.

Son sensores de hilo metálico o material semiconductor construidos para que varíe su resistencia cuando se deforman.

Su funcionamiento se basa en el efecto piezorresistivo, que es la propiedad que tienen ciertos materiales de cambiar el valor nominal de su resistencia cuando se les somete a ciertos esfuerzos y se deforman en dirección de los ejes mecánicos. Un esfuerzo que deforma la galga producirá una variación en su resistencia eléctrica.

11.- ¿Qué elementos diferencian a un sistema de control de lazo abierto de otro en lazo cerrado?

Los elementos que hay en un sistema de lazo cerrado y no lo hay en uno abierto serían el captador y el comparador.

El instrumento encargado de detectar la señal de salida para utilizarla de nuevo es el captador. Después se compara la señal de referencia con la señal controlada para determinar cuál es la diferencia existente entre ambas. Esta operación se realiza mediante un comparador que proporciona a su salida la señal de error. Esta señal de error se denomina señal activa, y es la que entra al regulador o controlador.

12.- Indicar el significado de los conceptos de perturbación y error en relación con los sistemas 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.

13.- Explique el principio de funcionamiento de un transductor de temperatura RTD.

Un RTD (resistance temperature detector) es un detector de temperatura resistivo, es decir, un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura.

La relación entre la resistencia y la temperatura de un cuerpo se puede expresar de la siguiente forma:

donde:

R0 = resistencia en ohmios a 0 °C. 

RT = resistencia en ohmios a T °C.

 α = coeficiente de temperatura.

Los materiales empleados para la construcción de sensores RTD suelen ser conductores tales como el cobre, el níquel o el platino.