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SISTEMAS DE INSTRUMENTACI Ó N Y MEDIDA: • GENERALIDADES

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(1)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Ingeniería Técnica Industrial Electrónica Industrial

Departamento Tecnología Electrónica

Carlos III University Madrid (Spain)

Instrumentaci

Instrumentació

ón Electr

n Electró

ónica I

nica I

Tema 4: Acondicionamiento de la se

Tema 4: Acondicionamiento de la se

ñ

ñ

al

al

de salida de un transductor

de salida de un transductor

TRANSDUCTORES

•función

•clasificación

•características en

régimen estático

BIBLIOGRAFÍA

TUTORÍAS

PROBLEMAS

UNICO EXAMEN

UNICO EXAMEN

FINAL

FINAL

SISTEMAS DE INSTRUMENTACI

SISTEMAS DE INSTRUMENTACI

Ó

Ó

N Y MEDIDA:

N Y MEDIDA:

GENERALIDADES

GENERALIDADES

CONCEPTO

CONCEPTO

COMPONENTES

COMPONENTES

ACONDICIONAMIENTO SEÑAL:

•necesidad: linealización,

amplificación, etc.

•acondicionadores transductores:

•circuito potenciométrico

•circuito puente

•amplificador de instrumentación

(2)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

TEMARIO

HTE

P

HL

TEMA 1. INTRODUCCIÓN

1 H

TEMA 2. SENSORES Y TRANSDUCTORES

1 H

T

TEMA 3. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DE UN

TRANSDUCTOR

2 H

T

TEMA 4. ACONDICIONAMIENTO DE LA SEÑAL

DE SALIDA DE UN

TRANSDUCTOR

7 H

T

TEMA 5. TRANSDUCTORES PARA LA MEDIDA

DE TEMPERATURA.

5 H

1

3 H

TEMA 6. SENSORES PARA LA MEDIDA DE

DEFORMACIONES

5H

2

3 H

TEMA 7. SENSORES DE POSICIÓN Y NIVEL

5 H

3

3 H

TEMA 8. SENSORES ÓPTICOS

6 H

TOTAL

32 H

9 H

T=

T=

Enfasis

Enfasis

en todas pr

en todas pr

á

á

cticas

cticas

Temario

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Componentes de un sistema de medida

Magnitud física

a medir

transductor

Acondicionamiento

de señal

Línea transmisión

Procesado de señal

Temperatura

Deformación

posición

Activos, pasivos

Amplificación

,

Filtrado,

modulación

Procesado de datos

Salida

Señal realimentación

para control

Demodulación

amplificación

Computación

ADC

Visualización

Almacenamiento

(3)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Acondicionamiento de señal

Necesidad: linealización, alta sensibilidad, evitar efecto magnitudes

de influencia, niveles adecuados de señal

1) acondicionadores transductores pasivos

•circuito potenciométrico

•circuito puente

2) amplificación

Sensor Acondicio-namiento

Conversión

AD Procesador ConversiónDA Acondicio-namiento

Entrada

ADQUISICIÓN DE DATOS PROCESAMIENTO

DE DATOS DISTRIBUCIÓN DE DATOS

Acondicionamiento transductores pasivos

Acondicionamiento transductores pasivos

IEI

Necesidad conversión

Z

V ó

I

• Circuitos potenciométrico y puente:

¿esquemas?

¿lineales?

(4)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Sensor operando en r

Sensor operando en r

é

é

gimen de peque

gimen de peque

ñ

ñ

a se

a se

ñ

ñ

al

al

La variación en la magnitud de medida provoca

pequeñas variaciones de resistencia.

Ejemplo:

∆∆∆∆

∆∆∆∆

R= 25,2

R= 25,2

m

m

,,,,

,,,,

R

o

=120

Linealizar

Y

o

X

i

X

s

Magnitud, X Salida

X

o

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Circuito

Circuito

potenciom

potenciom

é

é

trico

trico

Z

V

T

e

s

T

s

T

m

E

R

R

R

R

R

R

V

>>

+

+

=

)

(

1

No lineal

Técnicas linealizar

:

(a) Pequeñas variaciones,

∆∆∆∆

R

T

<<R

T:

(b) Alimentación

generador corriente

T

s

m

To

s

T

To

s

m

R

I

V

R

R

R

R

R

E

V

=

=

0

1

4

R1

RT Rs

Re Es

Vo

0

equipo de medida

Is Rs RT

(5)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Circuito

Circuito

potenciom

potenciom

é

é

trico

trico

Técnicas linealización

(a) Pequeñas variaciones,

∆∆∆∆

R

T

<<R

T:

(b) Generador corriente

(c) Montaje push-pull

Tensión salida=Kte+

∆∆∆∆

Vm

T

To

T

To

s

T

To

s

m

R

R

R

R

R

R

R

R

R

E

V

+

=

=

2

1

0

2

R1

R2 Rs

Es

0

Vm

Circuito

Circuito

potenciom

potenciom

é

é

trico

trico

Magnitudes de influencia

∆∆∆∆

R

T

=S

m

∆∆∆∆

m

+S

g

∆∆∆∆

g; m=medida interés, g=parámetro influencia (T típicamente)

¿Efecto? ¿Se puede compensar?

T

To

T

To

s

T

To

s

m

R

R

R

R

R

R

R

R

R

E

V

+

=

=

2

1

0

2

R1

R2 Rs

Es

0

(6)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Inconveniente circuito

Inconveniente circuito

potenciom

potenciom

é

é

trico

trico

. Soluci

. Soluci

ó

ó

n

n

Potenciométrico:

Término constante:

!!!

Resolución

insuficiente pequeña señal. 4,00001!!!

Puente de Wheatstone

Respuesta

diferencial

Respuesta

lineal

Aumento

sensibilidad, inmunidad

V

o

=

E

E

ss

/2

/2+f(

∆∆∆∆

R)

V

o

=E

s

/2+f(

∆∆∆∆

R)

R+DR R1 Es 0 Vo R-DR R+DR Es 0 R+DR R-DR Va Vb

Circuito potenciométrico Circuito puente

t t

Es/2 Vo(t)

Va(t)-Vb(t) Se elimina el término común

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Circuito en puente de

Circuito en puente de

Wheatstone

Wheatstone

4

1

3

2

Re

4

3

2

1

4

1

3

2

0

:

)

)(

(

R

R

R

R

i

Equilibrio

R

R

R

R

R

R

R

R

R

E

V

m

s

e

(7)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Circuito en puente de

Circuito en puente de

Wheatstone

Wheatstone

o

s

m

R

R

R

R

R

E

V

4

)

(

2

1

+

3

4

=

Rs

0, Re

→∝

Equilibrio, Rio=Ro

Pequeñas variaciones

Lineal

R1

R2

Rs

Es

0

R4

R3

Re

Vm

Equilibrar puente

Régimen pequeña señal

Montaje 3 hilos

medidas remotas

Ejemplo aplicaci

Ejemplo aplicaci

ó

ó

n: Medida temperatura RTD

n: Medida temperatura RTD

R2

+

Rt

b

0

a

R1

R3

+V

V

s

rRo

0

a

rRo

Ro

+V

+

Rt

Rw

Rw

Rw

d c

(8)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Circuito en puente de

Circuito en puente de

Wheatstone

Wheatstone

o

s

m

R

R

R

R

R

E

V

4

)

(

2

1

+

3

4

=

Rs

0, Re

→∝

Equilibrio, Rio=Ro

Pequeñas variaciones

Mejora sensibilidad

Montaje push-pull convenientemente

colocados sensores:

Máxima 4 sensores:

∆∆∆∆

R

2

=

∆∆∆∆

R

3

=-

∆∆∆∆

R

1 =-

∆∆∆∆

R

4

R1

R2

Rs

Es

0

R4

R3

Re

Vm

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Circuito en puente de

Circuito en puente de

Wheatstone

Wheatstone

Magnitudes de influencia

∆∆∆∆

R

T

=S

m

∆∆∆∆

m

+S

g

∆∆∆∆

g; m=medida interés, g=parámetro influencia (T

típicamente)

¿Efecto? ¿Se puede compensar?

En configuración push-pull y si se puede aplicar pequeña señal también al

efecto de la magnitud de influencia.

(9)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Amplificaci

Amplificaci

ó

ó

n.

n.

Objetivo: aumentar el nivel de señal

Diseño: amplificadores multietapa, G grande

con un BW razonable

Parámetros: Ri, Ro, G

Efectos de carga entre:

etapas propio amplificador

el circuito acondicionador transductor y entrada ampl.

Salida del amplificador y la carga

Amplificaci

Amplificaci

ó

ó

n.

n.

Amplificadores de tensión. Características

generales:

Alta impedancia de entrada

Ganancia en tensión elevada y variable

(10)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Amplificaci

Amplificaci

ó

ó

n. A.O.

n. A.O.

A.O. CI clave en el diseño de amplificadores

Características clave: bajo coste, fácil uso, versatilidad

Historia:

1964-67 Fairchild 1º A.O. integrados

Avance tecnología: JFET, CMOS, BIFET,

2º innovación: encapsulado doble y cuádruple

Especialización:

Amplificadores de alta potencia, de audio, de G variable

Amplificadores de INSTRUMENTACIÓN

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Amplificaci

Amplificaci

ó

ó

n. A.O.

n. A.O.

A.O. ideal y circuitos de aplicaci

A.O. ideal y circuitos de aplicaci

ó

ó

n

n

1.1.1. Fundamentos A.O.

1.1.2. Aplicaciones de una entrada

1.1.3. Amplificadores diferenciales y de instrumentación

(11)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

S

S

í

í

mbolo

mbolo

Necesita

ALIMENTACIÓN

Terminal salida

Terminal entrada

no inversor

inversor

3 terminales

:

•2 entradas

•1 salida

Carga, R

L

+ 2 terminales

alimentación

+ 3

-2 8

V

+

4

V

-OUT 1 +

3

-2 8

V

+

4

V

-OUT 1

Vcc

-Vcc

0

0

+ 5

-6 8

V

+

4

V

-OUT 7

0

0

+Vcc

-Vcc

A. Operacional

A. Operacional

Ideal

Ideal

Caracter

Caracter

í

í

sticas

sticas

¿

¿

C

C

ó

ó

mo modelarlo?

mo modelarlo?

-+

+

-

A

v

(V

+

-V

-

)

c.a., Ri

→∝

I

+

I

-Ideal:

I

+

=I

-

=0

V

o

V

o

=A

v

(V

+

-V

-

)

A

v

↑↑

↑↑

↑↑

↑↑

Ro=0 ideal

(12)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

0

0

+Vcc

-Vcc + 5

-6 8

V

+

4

V

-OUT 7 V1

V2

A. Operacional

A. Operacional

Caracter

Caracter

í

í

sticas

sticas

En lazo abierto:

En lazo abierto:

Satura. Comparador

Satura. Comparador

I

+

I

-Ideal:

I

+

=I

-

=0

V

o

=A

v

(V

+

-V

-

)

V1=0v

V2=1V,

V+>V-Vcc

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

A. Operacional

A. Operacional

Versatilidad

Versatilidad

:

:

Las funciones a implementar se

consiguen con la conexión de elementos externos”

AMPLIFICACI

AMPLIFICACI

Ó

Ó

N. “Existe una resistencia externa

N.

conectando el terminal de salida, Vo, con el terminal

inversor de entrada, V-, del A.O.”.

(13)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Circuitos lineales de aplicaci

Circuitos lineales de aplicaci

ó

ó

n

n

Metodolog

Metodolog

í

í

a com

a com

ú

ú

n

n

Uso características A.O. ideal y de una red de

resistencias externa

Cálculo: Ganancia, impedancia entrada

Objetivo:

Objetivo:

Manejo de los circuitos y facilitar la

comprensión del funcionamiento y prestaciones

del amplificador diferencial

Vo

0

Vi

0

+ 3

-2 8

V

+

4

V

-OUT 1

0

R1

R2

Configuraci

Configuraci

ó

ó

n Inversora

n Inversora

Circuito

Circuito

Corrientes:

Corrientes:

An

An

á

á

lisis,

lisis,

¿

¿

V

V

o

o

?

?

Ideal:

I

+

=I

-

=0

Cortocircuito virtual:

V

+

=V

-I

1

=I

2

V

i

/R

1

=-V

o

/R

2

, luego

V

o

=

-

-

R

R

2

2

/R

/R

1

1

V

i

;

G

G

I

2

I

2

I

o

=I

L

+I

2

I

1

0

1mA

I

L

I

o

-2V

1V

+

3

-2 8

V

+

4

V

-OUT 1

1k

2k

(14)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Configuraci

Configuraci

ó

ó

n Inversora

n Inversora

C

C

á

á

lculo

lculo

Ri

Ri

Modelo equivalente

Modelo equivalente

R

i

V

i

/I

i

=

R

R

1

1

Vo

0

Vi

0

+

3

-2

8

V

+

4

V

-OUT

1

0

R1

R2

0

I

i

R1

0

Vo

0

0

-+

-R2/R1·Vi

0

V1

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Configuraci

Configuraci

ó

ó

n no Inversora

n no Inversora

Circuito

Circuito

Modelo equivalente

Modelo equivalente

I

1

=I

2

V

i

/R

1

=(V

o

-V

i

)/R

2

, luego

V

o

=

(1+R

(1+R

2

2

/R

/R

1

1

)

)

V

i

;

G

G

Vo

0

Vi

0

+ 3

-2 8

V

+

4

V

-OUT 1

0

R1

R2

I

1

0

Vo

0

0

-+

(1+R2/R1)·Vi

Ri

0

(15)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Buffer de ganancia unidad

Buffer de ganancia unidad

Circuito

Circuito

Modelo equivalente

Modelo equivalente

V

o

=V

i

Vo

0

Vi

+

3

-2

8

V

+

4

V

-OUT

1

0

I

-

=0

I

i

=0

0

Vo

0

0

-+

1·Vi

Ri

0

Vi

Vo

0

0

+

3

-2

8

V

+

4

V

-OUT

1

Rg (5k)

0

Vg

6V

R1(1k)

R2(1k)

Vo

0

+ 3

-2 8

V

+

4

V

-OUT 1 Rg

0

Vg

6V

Buffer. Utilidad

Buffer. Utilidad

¿

¿

Util

Util

si G=1?

si G=1?

¿

¿

Y si se usa un

Y si se usa un

inversor?

inversor?

I

-

=0

No demanda corriente

I

2

1 V

-1 V

ATENUACI

ATENUACI

Ó

Ó

N

N

AISLA LA FUENTE DE LA CARGA

AISLA LA FUENTE DE LA CARGA

I

o

(16)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Amplificaci

Amplificaci

ó

ó

n diferencial

n diferencial

Metodolog

Metodolog

í

í

a com

a com

ú

ú

n

n

Uso características A.O. ideal

Cálculo: Ganancia, impedancia entrada,

RRMC

RRMC

Objetivo:

Objetivo:

Entender la estructura y ventajas del

Amplificador de Instrumentación

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

R3

Vo

0

0

+ 5

-6 8

V

+

4

V

-OUT 7

0

Vi2 R1

R2

R4

0

0

Vo

0

+ 5

-6 8

V

+

4

V

-OUT 7

0

R1

R2

R3

R4

0

Vi1

Amplificador Diferencial

Amplificador Diferencial

Circuito

Circuito

¿

¿

Vo

Vo

?

?

T

T

ma

ma

Superposici

Superposici

ó

ó

n

n

I

i

No inversora

Inversora

Vo

0

0

+ 5

-6 8

V

+

4

V

-OUT 7

0

Vi2 R1

R2

R3

R4

0

Vi1

I

i

V

+

(17)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Circuito

Circuito

Amplificador Diferencial

Amplificador Diferencial

¿

¿

Vo

Vo

? Si R

? Si R

2

2

=R

=R

4

4

y R

y R

1

1

=R

=R

3

3

V

o

=V

i1

(R

4

/R

3

+R

4

)(1+R

2

/R

1

)+V

i2

(-R

2

/R

1

)

2

1

2

1

1

2

1

4

3

4

i

i

o

V

R

R

V

R

R

R

R

R

R

V

+

+

=

)

(

1

2

1

2

i

i

o

V

V

R

R

V

=

Vo

0

0

+ 5

-6 8

V

+

4

V

-OUT 7

0

Vi2 R1

R2

R3

R4

0

Vi1

I

i

Amplificaci

Amplificaci

ó

ó

n Diferencial

n Diferencial

Relaci

Relaci

ó

ó

n de Rechazo al Modo Com

n de Rechazo al Modo Com

ú

ú

n

n

Amplificador

V

o

=A

mc

V

c

Ganancia modo común

RRMC

RRMC

A

md

/A

mc

→∝

→∝

→∝

→∝

0

Vc

Vo

0

+

3

-2

8

V

+

4

V

(18)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

¿

¿

Qu

Qu

é

é

ocurre al aplicar la misma se

ocurre al aplicar la misma se

ñ

ñ

al a ambas

al a ambas

entradas?

entradas?

Amplificador Diferencial

Amplificador Diferencial

V

V

o

o

=0, Rechaza se

=0, Rechaza se

ñ

ñ

ales comunes

ales comunes

Si existen

Si existen

desequilibrios

desequilibrios

:R

:R

1

1

≠≠≠≠

≠≠≠≠

R

R

2

2

,

,

R

R

3

3

≠≠≠≠

≠≠≠≠

R

R

4

4

V

V

o

o

≠≠≠≠

≠≠≠≠

0

0

Tecnolog

Tecnolog

í

í

a

a

Desequilibrios etapas previas

Desequilibrios etapas previas

0

Vc

R2

0

R1

R1

Vo

+ 5

-6 8

V

+

4

V

-OUT 7

0

R2

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Resumen:

Resumen:

Amplificador Diferencial

Amplificador Diferencial

Caracter

Caracter

í

í

sticas

sticas

Amplifica la diferencia

señales

RRMC depende tecnología

Desequilibrio resistencias

entrada

Variación ganancia difícil

Bajas impedancias entrada

EJEMPLO: INA106

Mejoras

Mejoras

Ganancia variable

Mayores resistencias

entrada

(19)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV R2

0

R1 R1

0

Vi1 + 5 -6 8 V + 4 V -OUT 7 + 5 -6 8 V + 4 V -OUT 7

0

Vi2 Vo + 5 -6 8 V + 4 V -OUT 7

0

R2

Amplificador Diferencial y

Amplificador Diferencial y

Buffers

Buffers

Aumento de la impedancia de entrada

Aumento de la impedancia de entrada

V

V

o

o

=(R

=(R

2

2

/R

/R

1

1

)(V

)(V

i1

i1

-

-

V

V

i2

i2

)

)

Etapa aisladora

Etapa aisladora

Etapa diferencial

Etapa diferencial

I

i

=0

I

i

=0

Amplificador de Instrumentaci

Amplificador de Instrumentaci

ó

ó

n

n

Ganancia variable

Ganancia variable

0

Vi2 Rf Rf Ri

A

R2

0

R1 R1

0

Vi1 + 5 -6 8 V + 4 V -OUT 7 + 5 -6 8 V + 4 V -OUT 7 Vo + 5 -6 8 V + 4 V -OUT 7

0

R2

Vy

Vx

B

A. diferencial salida asim

A. diferencial salida asim

é

é

trica

trica

A. diferencial salida

A. diferencial salida

diferencial

diferencial

V

V

o

o

=(R

=(R

2

2

/R

/R

1

1

)(

)(

V

V

y

y

-

-

V

V

x

x

)

)

V

V

x

x

-

-

V

V

y

y

=(2R

=(2R

f

f

+

+

R

R

i

i

)(V

)(V

A

A

-

-

V

V

B

B

)

)

I

i

=0

(20)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Amplificador de Instrumentaci

Amplificador de Instrumentaci

ó

ó

n

n

Ganancia variable

Ganancia variable

Mejora RRMC

Mejora RRMC

V

o

=(

R

R

2

2

/R

/R

1

1

)(1+2R

)(1+2R

f

f

/

/

R

R

i

i

)(V

)

i1

-

V

i2

)

V

x

= V

y

si V

si

i1

=

V

i2

I

Ri

=

0

Impedancia de entrada alta

Impedancia de entrada alta

Rf

Rf

A

0

Vc

Ri +

5 -6

8

V

+

4

V

-OUT 7

+ 5

-6 8

V

+

4

V

-OUT 7

Vy

Vx

B

I

i

=0

I

i

=0

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Acondicionamiento de transductores resistivos

Acondicionamiento de transductores resistivos

Ganancias elevadas y variables (

∆∆∆∆

R pequeños)

Amplificación diferencial con RRMC altas

Altas impedancias de entrada

¿

(21)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Amplificador de Instrumentaci

Amplificador de Instrumentaci

ó

ó

n

n

S

S

í

í

mbolo

mbolo

Caracter

Caracter

í

í

sticas.

sticas.

AD620

AD620

Ri = 10 G

RRMC= 110 dB (mínima)

G variable: (1-1000); R

G

Monol

Monol

í

í

tico

tico

Vo

0

Vb

Va

OUT

6

+

3

-2

REF

5

V+

7

V-4

RG1

1

RG2

8

AD620

RG

R1

Vo

+ 5

-6 8

V

+

4

V

-OUT 7

0

R2

0

Motivaci

Motivaci

ó

ó

n:

n:

Circuito

Circuito

Potenciom

Potenciom

é

é

trico

trico

+ AO inversor

+ AO inversor

SATURA,

¿

¿

Soluci

Soluci

ó

ó

n?

n?

Aplicaci

Aplicaci

ó

ó

n: Medida deformaciones

n: Medida deformaciones

R

R

o

o

+

+

∆∆∆∆

∆∆∆∆

R

R

o

s

s

R

R

E

E

+

2

2

K

K

εεεε

εεεε

E

s

=2,4 V

R

o

=120

R=2,52 m

1,2 V+ 25,2

µ

V

G=10

3

, 1200 + 0,25 V

0

Es

R

(22)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

0

Va

Es R1 33 G1 G2 DZ1 Ro 120 Ro 120

Vb

pot10k

Utilidad: Circuito acondicionador 2

Utilidad: Circuito acondicionador 2

Circuito 1/2 Puente

Circuito 1/2 Puente

Wheatstone

Wheatstone

R

1

= 33

1/2W

DZ

1

= 2,4 V 1/4 W

G

1

, G

2

: PFL1011

LIMITA

I

galga

Equilibra

puente

V

a

>V

b

R

G2

>R

G1

G

G

1

, -

R compresión

2

, +

R tracción

)

(

2

2

2

1

1

1

equilibrio

V

V

R

R

V

V

V

z

b

o

z

z

a

=

+

=

o

z

b

a

R

R

V

V

V

=

2

1

Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Utilidad: Circuito acondicionador 2

Utilidad: Circuito acondicionador 2

Amplificador de instrumentaci

Amplificador de instrumentaci

ó

ó

n. AD620

n. AD620

707

1

4

,

49

07

,

7

2

1

=

+

=

=

=

G o z o

R

K

G

R

G

R

R

V

V

No existe efecto de carga 10 G

>>120

Rechaza el modo común: V

oc

= 2,68 mV(RRMC=A

md

/A

mc

; V

oc

= V

z

/2*A

mc

)

o z z

R

R

V

V

+

(23)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Vo

Vcc

-Vcc

+

3

-2

V+

4

V-11

OUT

1

LM324

R1

R1

Ro/2

Ro/2

0

0

R2

R2

0

Circuito acondicionador 3

Circuito acondicionador 3

¿

¿

Qu

Qu

é

é

ocurre si se utiliza un A Diferencial?

ocurre si se utiliza un A Diferencial?

Equivalente Thèvenin

Puente+sensor

2

1

z

V

o z z

R

R

V

V

+

2

2

1 1

G

10

3

,

INA106

R

2

= 60 K

R

1

= 60

Efecto de carga

Efecto de carga

G

real

=500

MITAD

MITAD

Vo

R1

10k

+15V

pot

10k

-15V

+

3

-2

V+

4

V-11

OUT

1

TL081

+15V

-15V

Vref

Etapa 1ª ganancia

Vi

RL

22k

0

R2

27k

Acondicionamiento

Acondicionamiento

Segunda etapa amplificadora y ajuste de

Segunda etapa amplificadora y ajuste de

offset

offset

)

1

(

2

2

R

R

V

V

R

R

V

V

ref

i

o

=

+

+

Ajustar nivel cero

(24)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Ejemplo. Sistema completo: Sensibilidad

Ejemplo. Sistema completo: Sensibilidad

?

)

1

(

2

1 2 1 1 1 2 2

=

+

+

=

=

R

V

S

R

R

V

R

R

V

G

R

R

V

V

o ref o z o o 15V C4 100n RP1 10k 0 -15V C3 100n 0 R2 27k 15V 0

Va

-15V C1 100n C2 100n RP2 10k R1 33 0 0 0

Vref

G1 15V G2 -15V RL 22k 0 RG 70

Vo2

DZ1

Va

Va

Vo1

Ro 120

Vb

Ro 120 OUT 6 + 3 -2 REF 5 V + 7 V -4 RG1 1 RG2 8 AD620

Vb

+ 3 -2 V + 8 V -4 OUT 1 TL081 R1 10k Es 5V Departamento Tecnología

Instrumentación Electrónica I CV

Sistema completo: Calibraci

Sistema completo: Calibraci

ó

ó

n

n

Tabla de calibraci

(25)

Departamento Tecnología Electrónica

Instrumentación Electrónica I CV

Sistema completo: Calibraci

Sistema completo: Calibraci

ó

ó

n

n

Curva de calibraci

Curva de calibraci

ó

ó

n

n

Sensibilidad doble

1/2 Puente

Mayor linealidad

Figure

Tabla de calibraci ó ó n a rellenar n a rellenar

Referencias

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