Sensores resistivos
Páginas: 5 (1021 palabras)
Publicado: 31 de agosto de 2012
FECHA ENTREGA:
28-AGOSTO-2012
Práctica No. 1 Sensores Resistivos
Objetivos
Objetivo General
* Analizar el comportamiento del sensor resistivo acoplado al amplificador operacional
Objetivo Particular
* Obtener la respuesta del sensor resistivo al acoplarse a diferentes configuraciones del amplificador operacional
* Obtener la respuesta a las diferentes variaciones de luzincidentes en un puente de Wheastone conformado por foto diodos
Introducción
Es una clase de sensores moduladores. Son aquellos que varían una resistencia en función de la variable a medir. Los sensores basados en la variación de la resistencia eléctrica de un dispositivo son probablemente los más abundantes, esto se debe a que son muchas las magnitudes físicas que afectan al valor de laresistencia eléctrica de un material. En consecuencia, ofrecen una solución válida para numerosos problemas de medida, ene el caso de los resistores variables con la temperatura, ofrecen también un método de compensación también aplicable en los sistemas de medidas de otras magnitudes. Existen en equipos en la industria, en equipos de electromedicina, y en equipos en otras muchas aplicaciones, la necesidadde medir señales muy pequeñas del orden de microvoltios o pocos milivoltios en la presencia de comparativamente grandes señales de ruido provenientes de distintas fuentes, como ser motores, tubos de iluminación de descarga gaseosa, y la siempre presente inducción de la frecuencia de línea de alimentación, en nuestro caso 50Hz. Para realizar las mencionadas mediciones estos deberán utilizar en suentrada Amplificadores de Instrumentación con un adecuada Relación Rechazo de Modo Común (CMRR)
El amplificador diferencial básico es un amplificador de instrumentación de muy bajas prestaciones, porque:
a) Requiere modificar dos componentes para modificar su ganancia diferencial, manteniendo la ganancia en modo común nula.
b) Es muy difícil conseguir CMRR muy altos. El CMRRTOTAL delcircuito se degrada por dos causas:
- El amplificador operacional tiene un CMRRAO finito.
- Las resistencias difícilmente se pueden ajustar para que exactamente satisfagan la relación R1R4=R2R3, y en consecuencia se genera un CMRRR
Resultando como combinación de ambos
Rechazo de Modo Común
Los amplificadores de Instrumentación amplifican la diferencia entre dos señales. Esas señalesdiferenciales en la práctica provienen de sensores como ser termocuplas, fotosensores, puentes de medición resistivos, etc. En la figura de arriba se ve que de un puente resistivo, en estado de equilibrio sin señal, en la mitad de las ramas del puente existe una señal de 2.5V respecto a masa. Esta señal de corriente continua es común a ambas entradas por lo cual es llamada Voltage de Modo Común de la señaldiferencial. Se puede ver que estas señales no contienen información útil en lo que se quiere medir y como el amplificador amplificará la diferencia de ambas, al ser igulaes, se restan y a la salida el resutado será cero o sea idealmente no están contribuyendo a la información de salida. También se ve que se inducen señales de corriente alterna en ambas entradas a la vez y que serán rechazadascomo en el caso de continua. Pero al producirse un desbalance del equilibrio del puente por la variación de una de sus resistencias se producirá una señal que será aplicada entre ambas entradas y será amplificada. Por lo expuesto, es que se justifica la utilización de amplificadores de instrumentación para rechazar señales que entran en modo común, osea en las dos entradas se presenta la mismaseñal.
Metodología
Desarrollo
Se realizaron los siguientes circuitos.
Circuito 1.
Circuito 2
Resultados
Experimento 1
Las lecturas realizadas se muestran a continuación.
Resistencia (KΩ) | Vo (v) |
6.4 | 9.55 |
9.98 | -7.99 |
19.92 | -7.99 |
29.97 | -7.99 |
39.8 | -7.99 |
La condición de equilibrio la obtuvimos a -0.17 v con una resistencia de 1 KΩ aproximadamente....
28-AGOSTO-2012
Práctica No. 1 Sensores Resistivos
Objetivos
Objetivo General
* Analizar el comportamiento del sensor resistivo acoplado al amplificador operacional
Objetivo Particular
* Obtener la respuesta del sensor resistivo al acoplarse a diferentes configuraciones del amplificador operacional
* Obtener la respuesta a las diferentes variaciones de luzincidentes en un puente de Wheastone conformado por foto diodos
Introducción
Es una clase de sensores moduladores. Son aquellos que varían una resistencia en función de la variable a medir. Los sensores basados en la variación de la resistencia eléctrica de un dispositivo son probablemente los más abundantes, esto se debe a que son muchas las magnitudes físicas que afectan al valor de laresistencia eléctrica de un material. En consecuencia, ofrecen una solución válida para numerosos problemas de medida, ene el caso de los resistores variables con la temperatura, ofrecen también un método de compensación también aplicable en los sistemas de medidas de otras magnitudes. Existen en equipos en la industria, en equipos de electromedicina, y en equipos en otras muchas aplicaciones, la necesidadde medir señales muy pequeñas del orden de microvoltios o pocos milivoltios en la presencia de comparativamente grandes señales de ruido provenientes de distintas fuentes, como ser motores, tubos de iluminación de descarga gaseosa, y la siempre presente inducción de la frecuencia de línea de alimentación, en nuestro caso 50Hz. Para realizar las mencionadas mediciones estos deberán utilizar en suentrada Amplificadores de Instrumentación con un adecuada Relación Rechazo de Modo Común (CMRR)
El amplificador diferencial básico es un amplificador de instrumentación de muy bajas prestaciones, porque:
a) Requiere modificar dos componentes para modificar su ganancia diferencial, manteniendo la ganancia en modo común nula.
b) Es muy difícil conseguir CMRR muy altos. El CMRRTOTAL delcircuito se degrada por dos causas:
- El amplificador operacional tiene un CMRRAO finito.
- Las resistencias difícilmente se pueden ajustar para que exactamente satisfagan la relación R1R4=R2R3, y en consecuencia se genera un CMRRR
Resultando como combinación de ambos
Rechazo de Modo Común
Los amplificadores de Instrumentación amplifican la diferencia entre dos señales. Esas señalesdiferenciales en la práctica provienen de sensores como ser termocuplas, fotosensores, puentes de medición resistivos, etc. En la figura de arriba se ve que de un puente resistivo, en estado de equilibrio sin señal, en la mitad de las ramas del puente existe una señal de 2.5V respecto a masa. Esta señal de corriente continua es común a ambas entradas por lo cual es llamada Voltage de Modo Común de la señaldiferencial. Se puede ver que estas señales no contienen información útil en lo que se quiere medir y como el amplificador amplificará la diferencia de ambas, al ser igulaes, se restan y a la salida el resutado será cero o sea idealmente no están contribuyendo a la información de salida. También se ve que se inducen señales de corriente alterna en ambas entradas a la vez y que serán rechazadascomo en el caso de continua. Pero al producirse un desbalance del equilibrio del puente por la variación de una de sus resistencias se producirá una señal que será aplicada entre ambas entradas y será amplificada. Por lo expuesto, es que se justifica la utilización de amplificadores de instrumentación para rechazar señales que entran en modo común, osea en las dos entradas se presenta la mismaseñal.
Metodología
Desarrollo
Se realizaron los siguientes circuitos.
Circuito 1.
Circuito 2
Resultados
Experimento 1
Las lecturas realizadas se muestran a continuación.
Resistencia (KΩ) | Vo (v) |
6.4 | 9.55 |
9.98 | -7.99 |
19.92 | -7.99 |
29.97 | -7.99 |
39.8 | -7.99 |
La condición de equilibrio la obtuvimos a -0.17 v con una resistencia de 1 KΩ aproximadamente....
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