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3.- Acondicionamiento de señales
Difícilmente un diseñador conecta un transductor directamente y la parte de procesamiento o de despliegue de un sistema, ya que la señal que nos envía nuestro transductor por lo general es muy débil o contiene ruido y componentes que no deseamos, por eso realizamos etapas de acondicionamiento de señales.

Transductor

Circuito de acondicionamientoProcesamiento de señal

Importante: El circuito de acondicionamiento puede proporcionar una impedancia de entrada adecuada para no demandar mucha corriente al transductor. CIRCUITOS PUENTE Puente Wheatstone utilizado para medición de resistencia
a R1 E c R3 b I1 I2

R2 d R4

Si Vcb = Vdb el puente se encuentra en equilibrio Si si R1 R2 = R3 R4

G

Vcd = Vac − Vad = I 1 R1 − I 2 R2 donde I1 = ER1 + R3 y I2 = E R2 + R4

Sacando equivalentes de thévenin sin galvanómetro  R1 R2  Vcd = E    R + R − R + R  Voltaje del generador Thévenin  1 3 2 4 
R1 a R2

como Rb es casi 0
c Rb b d

R3

R4

RTH =

R1 R3 RR + 2 4 R1 + R3 R2 + R4

Resistencia de Thévenin

Cuando nuestro detector de cero o galvanómetro se conecta en las terminales cd, la corriente del galvanómetro es:Ig = corriente de galvanómetro Rg = Resistencia del galvanómetro VTH Ig = RTH + Rg

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Ejemplo: E = 5 v, Sensibilidad del galvanómetro = 10 mm/µA, Resistencia interna Rg = 100 Ω Calcular la deflexión del galvanómetro causada por la variación de Resistencia de la rama BC de 5 Ω en el siguiente circuito: 1000  100  VTH = 5 −  100 + 200 1000 + 2005   VTH = 2.77 mV
G 200 2005

100 5V1000

RTH =

100 × 200 1000 × 2005 + 300 3005

RTH = 734 Ω VTH 2.77mV = = 3.32 µA RTH + Rg 734Ω + 100Ω

Ig =

La deflexión del galvanómetro es d = 3.32 µA ×

10mm = 33.2mm 1µA

PUENTE MAXWELL Utilizado para medición de inductancias. Z1 Z 2 = Z3 Z X ZX =
LX R3 RX

C1

R1 detector

R2

Z 2 Z3 Z1

Z X 1 = Z 2 Z 3Y1

Z2 = R2

Z3 = R3

y

Y1 =

1 + jωC1 R1

ya que ZC =

1 jωC1

1  Z X = RX + jωLX = R2 R3  + jωC1  R   1  Separando términos reales e imaginarios: RX = R2 R3 R1 L = R2 R3C1

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PUENTE SCHERING Se usa ampliamente en la medición de capacitancias. Z X = Z 2 Z 3Y1 Z X = RX −
D CX C3 RX

C1

R1

R2

j ωC X 1 + jωC1 R1

Z 2 = R2 Z3 = −j ωC 3 Y1 =

∴

RX − RX −

 − j  1  j = R2    ωC  R + jωC1   ωC X  3 1  j RC jR2 = 2 1− ωC X C3 ωC 3 R1

Al igualar términos reales e imaginarios: R X = R2 C X = C3 C1 C3 R1 R2

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AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACIÓN Por lo general las señales que recibimos de un transductor deben ser amplificadas a gran escala y no pueden pasar mucha corriente para este fin, por eso se utilizan los opamp, ya que tienen las siguientes características: • • • • • • •Resistencia de entrada alta (orden de cientos de MΩ) Resistencia de salida baja (debajo de 1Ω) Grande ganancia de lazo abierto (orden de 104 a 106) Grande CMRR (common mode rejection ratio) Buen rango de frecuencias de operación Gd Gc

Baja sensibilidad a las variaciones de la fuente de alimentación Gran estabilidad al cambio de temperatura en el ambiente

AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN
V1 10k 1k V310k R3 R2 Salida R1 190k R4

 2R  R A = 1 + 1  3  R4  R2  
10k R3 R4 190k

10k V2

R2 V4

Opamp ideal
V1 Rd V2 ± R0 A(V2-V1) Vo

A=∞ V1-V2 = 0 Rd = ∞ R0 = 0 Ancho de banda = ∞

Reglas Reglas

1.- Para que el opam esté en zona linear, V1 debe ser igual a V2

gracias A=∞

2.- No fluye corriente hacia el interior de opamp por ninguna de sus terminales.

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INVERSORESiRi Vi Ri Rf iRf Vo

Por regla 1 i R1 = Vi Ri Vi Rf Ri

Por regla 2 i R1 = i R 2 = i

∴ Vo = −iR f = − A= SEGUIDOR Rf Vo =− Vi Ri

Por regla 1, Vi está en la terminal (-) del opam asi:
Vi Vo

Vo = Vi

Aplicación: Sirve como bufer, ya que proporciona buena corriente de salida y alta impedancia a la entrada. NO – INVERSORES
iRi Ri iRf Rf

Regla 1
Vo

Regla 2 Vo = i ( R f + Ri )...