SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO DE SE AL

SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL 
En la etapa de acondicionamiento de señal (fig. 3) se hace el muestreo de la señal de los termopares, estos proporcionan una señal analógica en milivoltios la cual es acoplada al OPA37 (este es un amplificador operacional de precisión, de bajo ruido, un offset de 100 V máximo y alta ganancia de lazo abierto [6]) con una configuración básica de no inversory ajuste de desplazamiento.
En esta etapa se hace la compensación de unión fría, es decir, la compensación que resulta del desequilibrio de la fuerza termoeléctrica motriz (f. t. m) de la unión de dos metales distintos los cuales forman el termopar que para el caso del tipo J es Fe + aleación (Co_Ni) [1]; y de esta forma hacer la lectura real de temperatura T ó t para fines de control.
Lacompensación de unión fría se logra usando como referencia el LM35, el cual es un sensor de temperatura en grados Celsius de precisión, y un divisor de voltaje [3]. Ya que los termopares tiene un bajo nivel de salida y esto hace que el rendimiento de este tipo de sensores no sea linealmente proporcional a cualquier escala de temperatura, entonces se utiliza el LM35 que compensa la salida del termopar conun factor de 10mV por grado Celsius. El divisor de voltaje proporciona la referencia según la constante K del termopar tipo J. Para cada zona de las ocho se implementa un sistema de adquisición con la compensación y acondicionamiento de señal independiente.
 
Figura 3- Diagrama esquemático para el acondicionamiento de señal.
La compensación de unión se calcula sabiendo que la constante para eltermopar tipo J es K = 0.0528 mV/° C [1]. Si el cambio de voltade en 1°C en el LM35 es de 10mV entonces se tiene que garantizar la constante del termopar para cualquier variación de temperatura, por lo tanto, se aplica un divisor de voltaje calculado como sigue:
K = Vo = 0.0528 mV, Vs = 10 mV, R2 = 1.1 K 1%
Vo = (R2/R1)Vs, despejando R1: R1 = (VsR2)/(Vo)
por lo tanto se tiene que R1= 208.33 K
Secalcula la ganancia del operacional teniendo en cuenta que:
La constante para el termopar tipo J es = 0.0528 mV/° C
El valor por cada escalón es: = 0.01953125 V
Tmáx. = 300 °C, según requerimiento, para cuando el voltaje a plena escala es = 5 V
Entonces: 5 / 300 = 0.01666 V/ °C
Por tanto, tenemos 1.17 ° C por escalón.
Si G = 1+(Rf/R1) = 300 donde R1 = 1 K entonces Rf = R1 (G-1)  Rf = 299 K
III.-SISTEMA RESPUESTA DE POTENCIA. 
Para el diseño de este sistema se hace un arreglo de ocho pequeños módulos de potencia cuyos dispositivos principales son el TRIAC Q4006L4 [5] y el optoacoplador MOC3020 [4].
Estos dispositivos fueron seleccionados según los siguientes datos:
El elemento térmico del torpedo tiene una impedancia típica de 310  y demanda una corriente del orden de 1.5 A. con unconsumo proporcionado por una fuente de 240 Vac. Como se maneja AC entonces es necesario un TRIAC con las características básicas siguientes [5]: Voltaje pico de 800 V, corriente RMS en estado de encendido de 6 A y operación en los cuadrantes: I, II, III y IV
Para activar el TRIAC se emplea un optoacoplador con salida a TRIAC el cual tenga versatilidad en el control de la señal de activación, esto es,que sea compatible con salida TTL o CMOS como lo es el MOC3020 con activación por diodo emisor con voltaje inverso típico de 3 voltios [4], corriente de polarización directa continua de 60 mA, corriente requerida para la activación del triac del opto de 30 mA, y corriente de salida pico continua de 1 A.

Con estos dispositivos se garantiza la respuesta relativamente instantánea del sistema haciael elemento térmico. El control del calentamiento de este elemento se logra con una activación basada en PWM previamente programada en el micro. La modulación por ancho de pulso nos permite que a partir de 5 °C antes de llegar a la temperatura preestablecida inicie dicha modulación con el fin de precisar la temperatura deseada y también de prolongar la vida del elemento térmico sin llegar de...