Linealizacion de sensores

LINEALIZACION DE SENSORES

john jairo redondo

INTRODUCCIÓN

Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión,humedad, pH, etc. Estos sensores nos ayudan a medir diferentes magnitudes con una alta precisión y podemos atribuirles distintas utilidades a estos sensores. Para poder obtener esta alta exactitud y un buen rendimiento, debemos acondicionar la señal para obtener una señal lineal.

OBJETIVOS

Objetivo general
* Dar un mejor uso y un mejor rendimiento a los sensores

Objetivos específicos* Conocer los métodos de acondicionamiento de señales.
* Identificar algunos métodos de linealizacion de señales.
* Implementar estos conocimientos en la realización de futuros proyectos electrónicos con sensores.

ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL

Para acondicionar una señal, debemos tener en cuenta los siguientes parámetros.
* Amplificación.
* Excitación.
* Filtrado.
*Multiplexado.
* Aislamiento.
* Linealización.
Amplificación.  Es el tipo más común de acondicionamiento. Para conseguir la mayor precisión posible la señal de entrada debe ser amplificada de modo que su máximo nivel coincida con la máxima tensión que el convertidor pueda leer.

Aislamiento.  Otra aplicación habitual en el acondicionamiento de la señal es el aislamiento eléctrico entre eltransductor y el ordenador, para proteger al mismo de transitorios de alta tensión que puedan dañarlo. Un motivo adicional para usar aislamiento es el garantizar que las lecturas del convertidor no son afectadas por diferencias en el potencial de masa o por tensiones en modo común. Cuando el sistema de adquisición y la señal a medir están ambas referidas a masa pueden aparecer problemas si hayuna diferencia de potencial entre ambas masas, apareciendo un "bucle de masa", que puede devolver resultados erróneos.
Multiplexado. El multiplexado es la conmutación de las entradas del convertidor, de modo que con un sólo convertidor podemos medir los datos de diferentes canales de entrada. Puesto que el mismo convertidor está midiendo diferentes canales, su frecuencia máxima de conversión serála original dividida por el número de canales muestreados. Se aconseja que los multiplexores se utilicen antes del conversor y después del condicionamiento del señal, ya que de esta manera no molestará a los aislantes que podamos tener.
Filtrado. El fin del filtro es eliminar las señales no deseadas de la señal que estamos observando. Por ejemplo, en las señales cuasi-continuas, (como latemperatura) se usa un filtro de ruido de unos 4 Hz, que eliminará interferencias, incluidos los 50/60 Hz de la red eléctrica.
Las señales alternas, tales como la vibración, necesitan un tipo distinto de filtro, conocido como filtro antialiasing, que es un filtro pasa bajo pero con un corte muy brusco, que elimina totalmente las señales de mayor frecuencia que la máxima a medir, ya que se si no seeliminasen aparecerían superpuestas a la señal medida, con el consiguiente error.
Excitación. La etapa de acondicionamiento de señal a veces genera excitación para algunos transductores, como por ejemplos las galgas "extesométricas", "termistores" o "RTD", que necesitan de la misma, bien por su constitución interna, (como el termistor, que es una resistencia variable con la temperatura) o bien por laconfiguración en que se conectan (como el caso de las galgas, que se suelen montar en un puente de Wheatstone).
Linealización. Muchos transductores, como los termopares, presentan una respuesta no lineal ante cambios lineales en los parámetros que están siendo medidos. Aunque la linealización puede realizarse mediante métodos numéricos en el sistema de adquisición de datos, suele ser una buena...