mantenimieto

TEMA 6:
CIRCUITOS DE ACONDICIONAMIENTO
PARA SENSORES RESISTIVOS

Bibliografía:
Sensores y acondicionadores de señal
Pallás Areny, R.
Marcombo, 1994
Instrumentación electrónica moderna y técnicas de medición
Cooper, W.D. y otro
Prentice-Hall, 1990
Componentes electrónicos
Siemens
Marcombo,1987
Hojas de características de los fabricantes

Juan Enrique García Sánchez, Diciembre 2007Dpto. de Ing. Eléctrica, Electrónica y Automática.
Universidad de Castilla – La Mancha

Circuitos de acondicionamiento para sensores resistivos

Juan Enrique García Sánchez, Diciembre 2007

INTRODUCCIÓN
La flexibilidad en el diseño de los acondicionadores de señal para sensores de resistencia variable, junto
con la abundancia de mecanismos que pueden modificar la resistencia eléctricade un material, hacen
que dicho grupo de sensores sea el más numeroso.
En este capítulo se describe cómo a partir de las variaciones de resistencia en respuesta a la magnitud a
medir, se pueden obtener tensiones en un margen útil para los convertidores analógico-digitales o para
instrumentos de medida de magnitudes eléctricas.
Se expondrá también cómo en el acondicionamiento de señal enesta etapa inmediata al sensor se
pueden compensar interferencias y linealizar la respuesta.
El desarrollo del capítulo se hace de acuerdo con la magnitud de las variaciones de resistencia
esperadas. Así, después de una breve revisión de los métodos de medida de resistencia, se analizan los
circuitos de acondicionamiento en el siguiente orden:
Para potenciómetros
Para termistores
Para RTDPara galgas extensométricas.
Los otros sensores de resistencia variable no reciben un tratamiento especial.

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Circuitos de acondicionamiento para sensores resistivos

Juan Enrique García Sánchez, Diciembre 2007

MEDIDA DE RESISTENCIAS
En general, el comportamiento de un sensor resistivo se puede expresar como: R=R0f(x), con f(0)=1. Para el
caso en que la relación sea lineal se tiene:R=R0(1+kx)
El margen de variación de kx cambia mucho según el tipo de sensor y, por supuesto, según la amplitud de los
cambios en la magnitud a medir. A efectos prácticos puede acotarse en el margen [0 ,-1] para los
potenciómetros lineales de cursor deslizante y [0, 10-5 a 10-2] para las galgas extensométricas.
Cualquiera que sea el circuito de medida, hay dos consideraciones con validezgeneral para todos los sensores
resistivos:
Todos necesitan una alimentación eléctrica (en tensión o en corriente) para poder obtener una señal
de salida eléctrica.
La magnitud de esta alimentación, que influye directamente en la sensibilidad del sensor, viene limitada
por el posible autocalentamiento del mismo, ya que una variación de su temperatura influye en su
resistencia.
Para la medidade resistencias existen varios métodos, clasificados en métodos de deflexión y métodos de
comparación.
El método de deflexión más simple consiste en alimentar el sensor con una tensión o una corriente y
medir, respectivamente, la corriente o la caída de tensión en la resistencia. El problema más serio que
presenta es, que, en muchos casos, el valor máximo del cambio a medir es incluso de sóloel 1%. Ello
supone tener que medir cambios de corriente o tensión muy pequeños superpuestos a valores
estacionarios muy altos (correspondientes a x=0).
Los métodos de comparación están basados en el uso de dos divisores de tensión, en uno de los cuales
está insertado el sensor resistivo. Son los denominados puentes de Wheatstone.

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Circuitos de acondicionamiento para sensoresresistivos

Juan Enrique García Sánchez, Diciembre 2007

MEDIDA DE RESISTENCIAS (continuación)
Medidas por deflexión.

I

I

Rp

Vp

Rx

I

Vx

Rp

Vm
Rx

V

Rx =

Vx

V

Vx
I

Rx

Rp

Rx =

V

Vm
+ Rp
I

Rx = Rp

Rx

V

Vx
Vp

Rx =

Vx

Vx
Rp
V − Vx

Medidas por comparación. Puente de Wheatstone.
Estos métodos son adecuados
para medir...