Acondicionadores de Acondicionadores de señalesseñales

•Divisores de tensiónDivisores de tensión•PotenciómetrosPotenciómetros•TermistoresTermistores•Puente de WheatstonePuente de Wheatstone•Amplificador de portadora y Amplificador de portadora y detección coherentedetección coherente•Detectores de faseDetectores de fase•Acondicionadores para sensores Acondicionadores para sensores capacitivoscapacitivos

Divisores de tensiónDivisores de tensión

El circuito esencial de un divisor de tensión, también llamado divisor de potencial o divisor de voltaje es:

Sensores de luzSensores de luzLa parte sensible a la luz del LDR es una pista 'ondulada' de sulfuro de cadmio. La energía de la luz que incide en esta zona, acciona la avalancha de los portadores de carga en este material de modo que bajará su resistencia mientras que el nivel de la iluminación se mantenga.

Sensores de sonidoSensores de sonido

Como se debe saber, para que los micrófonos Electret trabajen correctamente, necesitan de una tensión de alimentación, generalmente alrededor 1.5 V.

Un circuito adecuado para el uso con una fuente de 9 V es el siguiente:

Señales con los interruptores.Cuando se utiliza un interruptor para proporcionar una entrada a un circuito, este genera un pico de tensión. Este pico de tensión que genera el propio circuito es lo que se le llama acción de puesta en marcha. Para generar una señal de tensión con el interruptor se necesita un divisor de tensión. El circuito se puede construir con cualquiera de las dos maneras:

Hay una variedad de pulsadores que llaman pulsador táctil miniatura. Estos son unos pulsadores pequeños que encajan bien en la placas estándar para montajes de prototipos:

                                                                                                 

Como se puede ver, el pulsador tiene cuatro terminales que están conectados a pares por las tiras internas de metal. Al presionar el botón se tiende un puente sobre los contactos y cierra el contacto.  

PotenciómetrosPotenciómetrosEl potenciómetro es una resistencia variable cuya función es regular la tensión entregada a una resistencia, no obstante en algunos casos también controla la corriente haciendo que varíe la tensión.Normalmente solo produce variaciones de tensión sin variaciones apreciables de corriente.

Los resistores variables se clasifican usualmente por su linealidad o velocidad de cambio de resistencia desde la mínima hasta la máxima.

CARACTERISTICAS.

El potenciómetro puede adoptar la forma de un solo hilo continuo o bien estar arrollado a una bobina siguiendo un valor lineal de resistencia.

Existen varios tipos de potenciómetro:•Grafito•Bobinada•Película metálica•Plástico moldeado

APILCACIONESAPILCACIONES

Potenciómetros de Precisión

1 vuelta con o sin tope Muy usados como posicionadores en danzarines o sensores de posición. Con excelente linealidad, precisión y muy larga vida útil

Multivuelta

Estos se usan donde se requiere un ajuste muy fino, los hay de 3, 5 y 10 vueltas; de 3.08 y 5 wattsModelo 533 Spectrol, 3 vueltas , 1.5 watts, valores de 100 ohms a 10 kohms

Perillas cuentavueltas Estas se usan con los potenciómetros multivuelta, las hay de varios tipos y tamaños.Perilla 16-1-11 Modelo compacto tipo caja fuerte hasta 14 vueltasPerilla 21-1-11 Modelo grande y robusto tipo caja fuerte hasta 14 vueltas

Atenuador Tipo 903 (2 w alterna    8 w audio)

903-3 De 14 Ohms, para parlante z = 3.2 ohms

903-4 De 35 Ohms, para parlante z = 8 ohms Montaje a buje y tuerca, rosca 3/8"-32, cursor y eje a masa con el buje. 903-5 De 14 Ohms, para parlante z = 8 ohms

903-6 De 35 Ohms, para parlante z = 8 ohms Montaje con 2 tornillos w 3/32", eje y cursor aislado de chasis.

Atenuadores "L" para Parlantes

Por la variedad presentada, son aptos para aplicar en líneas generales de sonido, sean de alta o baja impedancia, como también directamente en parlantes.

Una resistencia que es sensible a la temperatura es lo que se llama un termistor. Hay varios tipos de encapsulado:

Termistores

La resistencia de la mayoría de los tipos comunes de termistor disminuye mientras que se eleva la temperatura. Se llaman de, coeficiente negativo de temperatura, o termistores NTC.  Aunque es menos utilizado, es posible fabricar termistores de temperatura de coeficiente positivo o PTC. Estos se hacen de diversos materiales y muestran un aumento de resistencia que varía con temperatura.

¿Cómo podríamos hacer un circuito con este sensor, para su uso en una alarma de incendios? Utilizaremos un circuito que entregue una tensión alta cuando se detecten las condiciones de temperatura caliente. Necesitamos poner un divisor de tensión con un termistor ntc en la posición que ocupa Rarriba:

                                                             

En el eje Y, se representa la resistencia con una escala logarítmica. Esta es una manera de comprimir el gráfico de modo que sea más fácil ver cómo cambia la resistencia

Es posible calcular un valor aproximado para la resistencia del termistor en cualquier temperatura, de la ecuación particular:

                    [B((1/T) - (1/T0))]

RT = R To x e

Donde:RT  es la resistencia a temperatura T en grados Kelvin (k = ºC + 273)RTo es la resistencia de referencia a una temperatura To en Kelvin. Cuando la temperatura de la referencia es 25 ºC, T0 = 25+273.e  es la base del logaritmo natural, elevada a la potencia [B((1/T) - (1/T0))] en esta ecuación.B es el 'B-valor' especificado para cada termistor.

•Los termistores encuentran su principal aplicación en la compensación de temperatura, como temporizadores y como elementos sensibles en vacuómetros.

APLICACIONES

•Inyección electrónica de combustible, en la cual la entada de aire, la mezcla aire/combustible y las temperaturas del agua que le enfría, se supervisan para ayudar a determinar la concentración del combustible para la inyección óptima. •Controles de temperatura del aire acondicionado y de asientos en vehículos.

•Inyección electrónica de combustible, en la cual la entada de aire, la mezcla aire/combustible y las temperaturas del agua que le enfría, se supervisan para ayudar a determinar la concentración del combustible para la inyección óptima.

•Los indicadores de alertas, tales como temperaturas de aceite y de líquido, nivel de aceite y turbo-cargador. •Control del motor de ventilador, basado en la temperatura del agua que se enfría. •Sensores de escarcha, para la medida de la temperatura exterior. •Sistemas acústicos. •Los termistores se utilizan para medir las temperaturas superficiales y profundas del mar para ayudar a supervisar corrientes del océano. Obviamente, los termistores se utilizan para medir flujo de aire, por ejemplo en la supervisión de la respiración en bebés prematuros, entre otras aplicaciones.

APLICACIONES

Termistor

Ventajas Alto rendimiento Rápido Medida de dos hilos

 

DesventajasNo lineal.Rango de Temperaturas limitado. Frágil. Precisa fuente de alimentación. Autocalentable

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TERMISTORES

TIPOS DE TERMISTORES

Puente de Wheatstone

Un puente de Wheatstone es un instrumento eléctrico de medida inventado por Samuel Hunter Christie en 1833, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1843. Se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos estan constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.La Figura 1 siguiente muestra la disposición eléctrica del circuito y la Figura 2 corresponde a la imagen real de un puente de Wheastone típico

Figura 2

Figura 1

Variantes del puente de Wheatstone se pueden utilizar para la medida de impedancias, capacidades e inductanciasLa disposición en puente es ampliamente utilizada en instrumentación electrónica. Para ello, se sustituyen una o más resistencias por sensores, que al variar su resistencia dan lugar a una salida proporcional a la variación. A la salida del puente (en la Figura 1, donde está el galvanómetro) suele colocarse un amplificador.

VENTAJASVENTAJAS• Estos productos están diseñados para fácil instalación,

operación y mantenimiento. • Se puede capitalizar exitosamente en cuanto a flexibilidad y

comportamiento.• Si tres de las resistencias tienen valores conocidos, la cuarta

puede establecerse a través de una simple relación.

• El detector de cero tiene suficiente sensibilidad para indicar la posición de equilibrio del puente con el grado de precisión requerido.

• Son los elementos tipos para acondicionar una señal, puesto que un cambio en la resistencia, capacitancia o inductancia puede ser convertido en una variación de la diferencia de potencial.

APLICACIONESAPLICACIONES

• Son aplicables siempre que se necesite amplificar señales, acondicionar salidas de sensores, aislar problemas de tierra o agregar más manejo en sus lazos de corriente, para ello existe un conjunto de productos para seleccionar cualquier necesidad de acondicionamiento de señales analógicas.

• Acondicionadores de señal para Termopares.

• Acondicionadores de señal para las RTD.

• Acondicionadores de señal para sensores de Humedad.

• Acondicionadores de señal para una Célula de Carga.

Sensor

Amplificador de portadoras Amplificador de portadoras y detección coherentey detección coherente

vdSensor

Estructura de un amplificador de portadora

Vs Vd

Acondicionadores de señal para Acondicionadores de señal para sensores de reactancia variablesensores de reactancia variable

Demodulación sincrona o coharente

Vs(t) vm

Vr cos wot

Vd(t)

Detectores de faseDetectores de fase

Demodulador de fase

Detectores de fase conmutadosDetectores de fase conmutados

Vr(t)

Vs(t)S

R1

R2 C

Vd(t)

Rectificador de media onda sincrono

Detectores de fase comnutadosDetectores de fase comnutados

Vs(t)S1

R1 R2

S2Vr(t)

Vd(t)+-

Amplificador de ganancia +1/-1 conmutable

Método de la redistribución de Método de la redistribución de carga para un sensor Capacitivocarga para un sensor Capacitivo

C1

Cx

Cr

Vr

Vr

Ch

-+

-+

Fase de Autocero

Acondicionamiento de Señales

El acondicionamiento de señales es un componente importante en un sistema de adquisición de datos

ConclusiónConclusiónLos sistemas de adquisición de datos basados en PC y

dispositivos insertables son usados en un amplio rango de aplicaciones en los laboratorios, en el campo y en el piso de una planta de manufactura.Típicamente, los dispositivos, insertables son instrumentos de propósito general diseñados para medir señales de voltaje

El problema es que la mayoría de los sensores y transductores generan señales que debe acondicionar antes de que un dispositivo pueda adquirir con precisión la señal. Este procesamiento, conocido como acondicionamiento de señal, incluye funciones como amplificación, filtrado, aislamiento eléctrico y

multiplexeo. Los transductores son dispositivos que convierten fenómenos

físicos como temperatura, carga, presión oluz a señales eléctricas como voltaje y resistencia. Las características de los transductores definen muchosde los requerimientos de acondicionamiento de señales de un sistema.