Pentes

An´lisis del Circuito Puente a
Manuel Toledo ECE Dept. UPRM 21 de septiembre de 2009

Circuito con un transductor
Considere un sensor que consiste de una resistencia cuyo valor varia con lacantidad que se desea medir. Un circuito simple que permite convertir el cambio en resistencia a un cambio en voltaje es
R1 VREF v1 R(1+δ)

Aplicando la regla del divisor de voltaje v1 VREF = = = = =R(1 + δ) R1 + R + δR (1 + δ)(R + R1 ) R × R + R1 R1 + R + δR R1 + R + δR + δR1 R × R + R1 R1 + R + δR δR1 R × 1+ R + R1 R1 + R + δR δR1 R × 1+ R + R1 R1 + (1 + δ)R

Si el cambio relativo δ = ∆R R esmucho menor que 1, v1 VREF = = = R δR1 × 1+ R + R1 R1 + R R δRR1 + 2 R + R1 2RR1 + R2 + R1 R δ + R R + R1 2 + R1 + R1 R

Podemos usar un amplificador de instrumentaci´n para restar el primer termino yobtener una salida aproo ximadamente proporcional al cambio en resistencia, como muestra el siguiente diagrama.
R1 VREF v1 R(1+δ) R1 v2 R

RG + vOUT

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Ejemplo: Considere un detector detemperatura de Platino (Platinum resistance temperature detector, o RTD)1 con un coeficiente de temperatura α = 0.00392/◦C y R = 100Ω a 0◦ C, de tal modo que R(T ) = 100Ω × (1 + αT ) 1. Cuanto es laresistencia a temperatura ambiente y a 100◦ C? 2. Si VREF = 15V y se desea limitar la potencia disipada en el sensor por debajo de 0.1mW para evitar errores debido al auto-calentamiento, dise˜e un circuitocomo el que se muestra n para obtener una sensitividad de 0.1V /◦ C. 3. Estime el error en que se incurre cuando T = 100◦C y se utiliza la ecuaci´n aproximada o para estimar el voltaje de salida.Load Cell
En cierto tipo de aplicaciones, como cuando se mide esfuerzo mec´nico usando strain gauges, es com´ n a u usar un arreglo de dos transductores como el que se muestra en el siguientediagrama.
R-∆R VREF v1 R+∆R R+∆R v2 R-∆R RG + vOUT

Observando que v1 = y

R + ∆R R + ∆R vREF = VREF R + ∆R + R − ∆R 2R v2 = R − ∆R VREF 2R

se obtiene la salida

∆R R Los sensores consisten de...