domingo, 25 de noviembre de 2012

2.2 acondicionamiento de señales


Difícilmente un diseñador conecta un transductor directamente y la parte de procesamiento o de despliegue de
Un sistema, ya que la señal que nos envía nuestro transductor por lo general es muy débil o contiene ruido y
Componentes que no deseamos, por eso realizamos etapas de acondicionamiento de señales
Importante: El circuito de acondicionamiento puede proporcionar una impedancia de entrada adecuada para no 
demandar mucha corriente al transductor.
La ecuación general de un sensor basado en variación fraccional de resistencia x es:

Si asumimos:
Cuando la relación es lineal tenemos:
Tenemos dos limitaciones:
Se requiere una fuente de energía para obtener una señal de salida
Esta fuente de alimentación, cuya magnitud afecta la señal de salida, esta limitada por el efecto de autocalentamiento
Consiste en alimentar la resistencia con un voltaje constante y medir la corriente, o alimentar la resistencia con una corriente constante y medir el voltaje
Este método es utilizado principalmente en los voltímetros y amperímetros (multímetros)
En este método la limitación estriba en que la medición depende de la máxima variación de x, la cual pude ser tan pequeña como del 1%. Esto implica que tenemos que hacer mediciones de variaciones pequeñas montadas sobre un valor constante mucho mayor
Este método se puede utilizar en sensores que tengan una variación grande de x.
Si los sensores de colocan lejos del circuito, se deben considerar la resistencia que los cables añaden al sensor
La última figura una forma de medir varios sensores con el mismo juego de alambres


En general, la estructura de un transductor completo se compone de lo siguiente:

Elemento sensor o captador elemental.

Convierte las variaciones de una magnitud física en variaciones de una magnitud eléctrica (señal).

Acondicionamiento de la señal.

Si existe, realiza la función de modificar la señal entregada por el sensor para obtener una señal adecuada (amplificación, linealización, etc.).

Transductores, sensores y accionamientos.

Un transductor es, en general, un dispositivo que convierte una señal de una forma física en una señal correspondiente pero de otra forma física distinta. Es decir, convierte un tipo de energía en otro.

Al medir una fuerza, por ejemplo, se supone que el desplazamiento del transductor es despreciable, o sea, que no se "carga" al sistema, ya que de lo contrario podría suceder que este último, fuera incapaz de aportar la energía necesaria para el desplazamiento. En la transducción siempre se extrae una cierta energía del sistema donde se mide, por lo que es importante garantizar que esto no lo perturba.

Dado que hay seis tipos de señales: mecánicas, térmicas, magnéticas, eléctricas, ópticas y moleculares (químicas), cualquier dispositivo que convierta una señal de un tipo en una señal de otro tipo debería considerarse un transductor, y la señal de salida podría ser de cualquier forma física "útil".

En la práctica, generalmente los transductores ofrecen una señal de salida eléctrica, debido al interés de este tipo de señales en la mayoría de procesos de medida. Los sistemas de medida electrónicos ofrecen, entre otras, las siguientes ventajas:

Debido a la estructura electrónica de la materia, cualquier variación de un parámetro no eléctrico de un material viene acompañada por la variación de un parámetro eléctrico. Eligiendo el material adecuado, esto permite realizar transductores con salida eléctrica para cualquier magnitud física no eléctrica.

Dado que en el proceso de medida no conviene extraer energía del sistema donde se mide, lo mejor es amplificar la señal de salida del transductor. Con amplificadores electrónicos se pueden obtener fácilmente ganancias de potencia de 1010 en una sola etapa, a baja frecuencia.

Además de la amplificación, hay una gran variedad de recursos, en forma de circuitos integrados, para acondicionar o modificar las señales eléctricas. Incluso hay transductores que incorporan físicamente en un mismo encapsulado parte de estos recursos.

Existen también numerosos recursos para presentar o registrar información si se hace electrónicamente, pudiéndose manejar no sólo datos numéricos, sino también textos, gráficos y diagramas.

La transmisión de señales eléctricas es más versátil que la de señales mecánicas, hidráulicas o neumáticas, y si bien no hay que olvidar que éstas pueden ser más convenientes en determinadas circunstancias.

Un sensor es un dispositivo que, a partir de la energía del medio donde se mide, da una señal de salida transducible que es función de la variable medida.

Sensor y transductor se emplean a veces como sinónimos, pero sensor sugiere un significado más extenso: la ampliación de los sentidos para adquirir un conocimiento de cantidades físicas que, por su naturaleza o tamaño, no pueden ser percibidas directamente por los sentidos. Por otro lado, transductor sugiere que la señal de entrada y la de salida no deben ser homogéneas. Para el caso en que lo fueran se propuso el término "modificador", pero no ha encontrado aceptación.



No hay comentarios:

Publicar un comentario