Instrumentacion

Práctica de Laboratorio
Medición de desplazamiento lineal y angular
Julián Gómez, Rubén Victoria, Roberto Willian Muñoz

Resumen— en proceso industriales se requieren un medición rápida de distancias debido a a que realizar , mediciones de forma repetitiva con un metro es poco práctico se utiliza transductores capacitivos con diferentes formas de calibración y de acoplamientocomo lo es el conversor de frecuencia a voltaje.

Palabras clave (Keywords)— Calibración (calibration), conversor de frecuencia a voltaje (frequency to voltage converter),.
I. INTRODUCCIÓN
Los sensores capacitivos presentan una gran variaciones de su capacitancia debido a una variación del área de la placa o su distancia entre las placas, debido a estas características los sensorescapacitivos son utilizados en mediciones de desplazamiento ya sean lineales o angulares.
II. OBJETIVO
Medir pequeños desplazamientos lineales y angulares usando un capacitor que varia la frecuencia de un oscilador para realizar la adquisición se implementa un conversor de frecuencia a voltaje.

III. GUÍA PROCEDIMIENTO
A. Materiales
Los elementos principales para la realización dela práctica son entre otros:
* 1 condensador (variación del área de contacto entre las placas).
* 1 condensador variable (variación la distancia entre las placas).
* 1 fuente de voltaje.
* 2 circuitos osciladores 555 o XR2206
* 1 conversor de frecuencia a voltaje LM331
* Osciloscopio, multímetro.

B. Procedimiento medición de desplazamiento angular

1. Medinade un desplazamiento angular

Utilice el condensador variable (variación del área de contacto entre las placas) e implemente un
Sistema en el que pueda tener una referencia del ángulo.
Diseñar un circuito oscilador que dependa de la variación de la capacitancia y en el cual se varíe el
ancho del pulso, es decir, diseñe un PWM para la medida del ángulo de giro.
Caracterice el ángulo degiro con respecto a la duración del ancho del pulso.
Realice la adquisición en labview.

2. Medida de un desplazamiento lineal
Utilice el condensador variable (variación de la distancia entre las placas) e implemente un sistema en
el que pueda tener una referencia de desplazamiento lineal.
Diseñar un circuito oscilador que dependa de la variación de la capacitancia y en el cual se varíela
frecuencia.
Caracterice el desplazamiento lineal con respecto a la variación de frecuencia.
Acople el circuito oscilador a un convertidor de frecuencia –voltaje, con el fin de convertir las
Variaciones de frecuencia en un voltaje que indique el desplazamiento de la placa y caracterice
Nuevamente, pero ahora desplazamiento lineal con respecto a la variación de voltaje.
Realice laadquisición en Labview.



IV. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
A. Medición de desplazamiento angular
Para las mediciones de desplazamiento angular se implementa un circuito oscilador con un lm555 configuración astable y se toma como referencia un valor de frecuencia y a medida que la capacitancia varia la frecuencia lo hace de manera lineal, esto permite realizar una mediciónde la variación de la capacitancia con respecto al ángulo
Para el cálculo de la frecuencia se realizo con los siguientes valores, los cuales son especificados por el datasheet

Fig. 1 circuito oscilador

Donde:
C:
R1:
R2:

la toma de datos se realizó cada 10 grados medidos por medio de un transportador como se muestra en la fig2 y por otro lado la medición de la capacitancia pormedio de un multímetro , esta tabla de datos se aprecia en la tabla 1

fig. 2 sistema de dezplazamiento angular implementado
Tabla 1 Angulo VS Capacitance
grados | capacitance (nF) |
0 | 0,068 |
10 | 0,063 |
20 | 0,058 |
30 | 0,053 |
40 | 0,048 |
50 | 0,043 |
60 | 0,035 |
70 | 0,031 |
80 | 0,026 |
90 | 0,021 |
100 | 0,018 |
110 | 0,015 |
120 | 0,013 |
130 | 0,012...