Medidor De Presion Digital

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Medidor de Presión Digital (3 ½ )
H. E. Aldrete , F. Sandoval, J. Santana CINVESTAV-Unidad Guadalajara Prol. Av. López-Mateos Sur 590, 45140 Guadalajara Jal. Tel: +52 (3) 684 1580, Fax: +52 (3) 684 1708, Email: haldrete@gdl.cinvestav.mx RESUMEN El presente trabajo muestra la descripción de la arquitectura para el diseño de un sistema medidor de presión digital para finesdidácticos, utilizando un sensor de presión diferencial. Se estudian algunas consideraciones del ruido inherente a los sensores de presión con puente piezorresistivo y sus técnicas de filtrado. Se analiza la manera de cómo determinar el número mínimo y máximo de bits necesarios para la selección de un convertidor analógico a digital. Es posible ajustar el circuito a través de dos potenciómetros. Laresolución del sistema es de 0.1 kPa y se implementa para uso portátil, alimentado con una batería de 9V. ABSTRACT The present paper shows the description of design architecture for a pressure digital meter system for be used in an educational approach. A differential pressure sensor is used. The noise that is inherent to piezo-resistive bridges pressure sensors becomes a design consideration,beside noise filtering techniques. The minimum and maximum number of bits necessaries to select an A/D converter is analyzed here. A couple of potentiometers is used to get the circuit calibration. Pressure meter resolution is 0.1 kPa that is supplied with a 9V battery in order to rise a system portability. 1. INTRODUCCIÓN La mayoría de las propiedades físicas o eléctricas de los fenómenos presentesen la naturaleza que necesitan ser medidas o analizadas se presentan en forma analógica, por lo que es necesario un convertidor para hacer los datos analógicos adecuados y así poder procesarlos en sistemas digitales [1. Por lo tanto, un ADC se emplea cuando un circuito o un sensor cuya salida es analógica y se debe convertir a un código digital para comodidad y economía en el registro deinformación y de los cálculos [2]. Una aplicación de este tipo de convertidores para la presentación en segmentos visibles de la característica de salida de un sensor de presión piezorresistivo con fines didácticos es presentada en este documento. El rango de presión varía de 0 a 100 kPa (0 a 14.5 psi). La medición de presión se ha convertido en el punto de interés en un amplio rango de aplicaciones, porlo cual, ahora se presenta en diversos sistemas como médicos, ambientales, automotores y procesos industriales sólo por mencionar algunos. El elemento para el sensado de presión típico es el que consiste de cuatro piezorresistores de idéntico valor, colocados muy próximos a cada uno de los bordes de la membrana, donde el esfuerzo mecánico es mayor cuando una presión es aplicada. Dos de losresistores están en posición paralela a la dirección del esfuerzo, y sus resistencias aumentan con la presión. Las otras dos resistencias se orientan en forma perpendicular a la dirección del esfuerzo y el valor de sus resistencias se reduce con la presión aplicada. Los cuatro piezorresistores se interconectan para formar un puente de Wheastone (ver Fig. 1). A pesar de las bondades que presenta elsilicio para la fabricación de sensores, los semiconductores son sensibles a la temperatura del ambiente, por esta razón, los fabricantes proporcionan sensores completamente integrados y compensados en temperatura [3].
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Becario CONACyT

CONGRESO NACIONAL DE INSTRUMENTACION

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(a) (b) Figura 1.Vista superior de un transductor de presión básico que usa el efectopiezorresistivo sobre un diafragma como principio de operación. (b)Puente de Wheatstone. En esta configuración vout =v2-v1. 2. ARQUITECTURA DEL SISTEMA En el lenguaje de la tecnología moderna, la combinación de un número (frecuentemente un número considerable) de instrumentos, máquinas, componentes, dispositivos, etc., para un cierto propósito es llamado sistema. Un ejemplo de un sistema simple es un...