TEMA 15
CIRCUITOS ACONDICIONADORES DE
SENSORES ANALÓGICOS (3)
CIRCUITOS ACONDICIONADORES REALES
Profesores: Enrique Mandado Pérez
Antonio Murillo Roldan
Sensores:
Circuitos acondicionadores
de sensores
E.T.S. de Ingenieros de Telecomunicación de Vigo Departamento de Tecnología Electrónica
CIRCUITOS ACONDICIONADORES REALES
Los circuitos acondicionadores están en la práctica, formados en general
por dos o más de los tipos de los circuitos analizados en los apartados
anteriores. Por otra parte, la señal de salida del acondicionador se tiene , en la
mayoría de los casos, que transmitir a un procesador digital.
Existen numerosas variantes que dificultan su análisis sistemático, pero
resulta conveniente tratar de clasificarlas en función del tipo de señal generada
por el elemento sensor (y el excitador asociado con él en su caso).
CIRCUITOS ACONDICIONADORES ENTRE
Sensores:
Circuitos acondicionadores
de sensores
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Señal digital
Puertoparalelo
PROCESADOR
DIGITAL
Señal temporal
todo-nada
INTERFAZ DIGITAL (Temporizador/Contador)PROCESADOR
DIGITAL
n
CONVERTIDOR TEMPORAL/ANALÓGICO PROCESADOR O VISUALIZADOR ANALÓGICOCIRCUITOS ACONDICIONADORES REALES
CIRCUITOS ACONDICIONADORES ENTRE
SENSORES DE SALIDA DIGITAL Y UN PROCESADOR DIGITAL
CIRCUITOS ACONDICIONADORES ENTRE
funcionales que han sido realizados en circuitos integrados monolíticos. Las
combinaciones de varios de ellos constituyen a su vez bloques funcionales más
complejos, entre los que cabe destacar los sistemas de adquisición de datos.
Variable
no
eléctrica
Elemento
sensor
AMPLIF
Convertidor
ANAL/DIGlT
Convertidor
TENS/CORR
Convertidor
TEMP/ANAL
Canal
CAD
Convertidor
CORR/TENS
Canal
CAD
P
R
O
C
E
S
A
D
O
R
D
IG
IT
A
L
Muestreo y
retención
Circuito
adaptador
Señal
analógica
Modulador
Demo-dulador
Canal
CAD
Señal senoidal Visualizador VisualizadorSISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
Convertidor ANAL/TEMPO
Sensores:
Circuitos acondicionadores
de sensores
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Sistema electrónico que convierte corrientes o tensiones analógicas en
digitales para aplicarlas a un procesador digital.
Para ello realiza las siguientes funciones:
- Adaptación de la señal analógica, amplificación y filtrado.
- Almacenamiento de la señal: circuito de muestreo y retención
(
Sample & hold
).
- Conversión de variables analógicas en digitales.
CIRCUITOS ACONDICIONADORES REALES
SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
(
DATA ACQUISITION SYSTEM
)
Esquema básico de un sistema de adquisición de datos
CIRCUITO DE ACONDICIONAMIENTOFILTRADO
MUESTREO Y
RETENCIÓN
CONVERTIDOR
A/D
AMP
Señal
analógica
n
Combinación
digital
Sensores:
Circuitos acondicionadores
de sensores
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Esquema con varias señales analógicas y un DAC por cada una
CIRCUITOS ACONDICIONADORES REALES
SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
Esquema con varias señales analógicas y un multiplexor analógico
Sensores:
Circuitos acondicionadores
de sensores
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Esquema con múltiples señales analógicas, multiplexor analógico y IA
Señal
analógica
MUESTREO Y
RETENCIÓN
CONVERTIDOR
A/D
Señal
analógica
Señal
analógica
n
M
U
L
T
IP
L
E
X
O
R
A
N
A
L
Ó
G
IC
O
IA
-+
Selección de
ganancia
CIRCUITOS ACONDICIONADORES REALES
SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS (DATA ACQUISITION SYSTEM)
2,5V REF. MODULADOR SIGMA-DELTA FILTRO DIGITAL GENERADOR DE RELOJ G = 1 - 128 PGA MPX INTERFAZ SERIE REGISTRO DE CONTROL REGISTRO DE SALIDAAD7710
AGND DGND VSS RFS TFS MODE SDATA SCLK DRDY A0
MCLK IN MCLK OUT SYNC DIGITAL +5V VBIAS DVDD AVDD R R GALGA GALGA I R1 REF IN+ REF IN-AIN1+ AIN1 -+9V CONVERTIDOR A/D
Sensores:
Circuitos acondicionadores
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Resonador ultrasónico piezoeléctrico
Resonador ultrasónico piezoeléctrico
El circuito está formado por una parte analógica y una parte digital.
La parte analógica contiene:
- Una fuente de tensión de referencia (LH0070)
- Un generador de impulsos A1 (LF347)
- Un circuito de espejo de corriente del que forman parte los dos
transistores del circuito 2N3810
La parte digital está realizada con biestables y monoestables pero puede ser
sustituida con ventaja por un microcontrolador.
Sensores:
Circuitos acondicionadores
de sensores
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Resonador ultrasónico piezoeléctrico
S
ensor de posición realizado con una LVDT
Es un ejemplo de circuito acondicionador que utiliza un oscilador senoidal y un
procesador analógico que proporciona a su salida una señal analógica continua
proporcional al desplazamiento del núcleo de un transformador diferencial.
Sensores:
Circuitos acondicionadores
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S
ensor de posición realizado con una LVDT
Sensores:
Circuitos acondicionadores
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NE/SE5520: CI de acondicionamiento de señal de una LVDT (
Standard ASIC
)
Sensores:
Circuitos acondicionadores
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Sistema de control de temperatura que genera una señal PWM
Diagrama de bloques
GENERADOR DE
ONDAS
TRIANGULARES
COMPARADOR
RELÉ DE
ESTADO
SÓLIDO
SENSOR Y
ACONDICIO-NADOR DE
TEMPERATURA
RESTADOR
Señal de
AMPLIFICADOR
RED
Resistencia calefactora
Señal
analógica
Horno
Implementación del sistema de control de temperatura que genera una
señal PWM
Sensores:
Circuitos acondicionadores
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