P2 Circuitos acondicionadores de sen al para estudiantes

Práctica 2 SISTEMAS DE MEDICIÓN
Acondicionadores de señal

-Amplificadores de Instrumentación

Objetivo
Conocer el funcionamiento y operación de diversos acondicionadores de señal, según su función.

Teoría
Los acondicionadores de señal son elementos de un sistema de medición, que toman la señal proporcionada por el sensor o transductor y la transforman de tal manera que sea manejable parala siguiente etapa del sistema que es el procesamiento de la señal, para ello los acondicionadores de señal pueden realizar las siguientes funciones: Transformación, Amplificación, Conversión por medio de optoacopladores, Multiplexado, Filtrado, Excitación y Linealización.
Transformación: Los sensores pueden proporcionar una diferencia de potencial, o una variable de intensidad. Normalmente losprocesadores de señal admiten diferencias de potencial, por lo que si el sensor proporciona una variación de intensidad, esta debe ser convertida en una diferencia de potencial proporcional.
Amplificación: La señal proporcionada por los sensores suele ser de un valor muy pequeño, por lo que debe ser amplificada con el fin de que pueda ser detectada correctamente por el procesador de señal. Laamplificación debe ser tal que las variaciones de la señal recorran todo el margen del procesador de señal. La amplificación de las señales, en su origen, reduce el ruido que les puede afectar en su transmisión hasta el procesador de señal y exhibidor.
Conversión por medio de optoacopladores: Consiste en la conversión de una señal eléctrica en una señal óptica, de luz. El principal objetivo de estaconversión consiste en aislar los sistemas eléctricos de los sensores de los sistemas eléctricos de los procesadores de señal para que de esta forma, se evite tener que usar tierras o masas comunes, que en algunos casos producen problemas de derivación de corrientes. Conviene que los sensores de calidad realicen esta conversión por medio de optoacopladores.
Multiplexado: Es muy común hoy día, que losistemas de medición tengan diversos sensores, cuenten con una etapa de multiplexado en tiempo, para compartir la etapa de acondicionamiento de señal y posteriores, integrantes del sistema de medición, por lo que se suelen emplear switches analógicos y/o digitales, según sea el tipo de señal proporcionada por el sensor.
Filtrado: Con el filtrado se pretende eliminar ruidos de alta o bajafrecuencia que pueden hacer perder exactitud al procesador de señal. Lo ideal es transportar la señal del sensor lo más limpia posible al procesador de señal.
Excitación: Hay muchos sensores que necesitan de una excitación, bien en corriente, bien en tensión, para producir la variación proporcional a la magnitud a medir.



Linealización: No todos los sensores tienen una variación lineal con respecto alas variaciones de la magnitud que se miden; a veces es necesario realizar unos cálculos para convertir la respuesta del sensor en lineal. bien sea por hardware o software. En ocasiones los puentes ayudan a realizar esta linealidad.

Siempre que se vaya a trabajar en la etapa de acondicionamiento de señal, conviene responder las siguientes preguntas:
1. ¿Qué tipos de señales necesito para medir ogenerar?
2. ¿Necesito acondicionamiento de señales?
3. ¿Dónde hacer el acondicionamiento de la señal?
4. ¿Qué tan rápido necesito adquirir o generar muestreos de la señal?
5. ¿Cuál es el menor cambio en la señal que necesito detectar?
6. ¿Cuánto error de medida permite mi aplicación?

En la tabla siguiente se muestra un cuadro resumen de algunos sensores y el tipo de acondicionamiento querequieren:

En esta práctica veremos algunos ejemplos de algunos de ellos.

Material y equipo
1Fuente de alimentación dual y sus puntas.
Resistencias y potenciómetros o presets o trimpots necesarios.
2 Amplificadores operacionales LM741N, LF356N o TL081CP, o 1 CI LM3900N o TL084CN que contienen 4 amplificadores operacionales. porqu un mejor rendimientos ontenidos para las señales cuadrada y...