acondicionamiento sensor capacitiv
TRANSCRIPT
1
−3
−3
ln(2)×7.21×10−7
T
0.5×10−3
ACONDICIONAMIENTO CON UN SENSOR
CAPACITIVO Jaime R. Vargas V, Estudiante, Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Abstract—En este artículo se estudiará, explicará y se realizará el acondicionamiento para un sensor capacitivo.
I. INTRODUCCIÓN
ta = 0.5x10−3
Asumimos una resistencia R2 = 1[kΩ]
C1 = 0.5×10 −7
n el presente documento presentaremos el acondi-
cionamiento de un sensor capacitivo.
II. DESARROLLLO
Realizar el acondicionamiento para una variación de capac-
itancia de 0.01 uF A 0.1 uF, si la frecuencia solicitada para el
acondicionamiento es de 1kHz.Acondicionar la salida de 0 a 5
V.
A. PRIMERA ETAPA
El primer circuito a utilizar sera un circuito aestable con 555,
para desarrollar una frecuencia constante de 1kHz.
Las ecuaciones serán:
T = ta + tb T
= 1/f
ta = ln(2)(R1 + R2) ∗ C1
tb = ln(2)R2C1
Asumimos el valor de C2 = 0.01µF
Ancho de pulso deberá ser del 50% por lo cual
ta = tb = T/2
ln(2)×1×103 = 7.21 × 10
Calculamos R1 = 0.5×10 − 1[kΩ] = 0.4819[Ω]
B. SEGUNDA ETAPA
Esta estapa variará el ancho de pulso con la capacitancia con
un circuito monoestable:
Al finalizar esta etapa el ancho de pulso va a variar en
función de la capacitancia.
ta = 1.1 × R1 × C1
Si asumimos una resistencia de R1 = 1[kΩ] El valor de tiempo será:
• Para C1 = 0.01µF
ta = 1.1 × 0.01µF × 1[kΩ] = 1.1 × 10−5
El voltaje DC tenemos:
VDC = 1 × ¸
f (t)dt (Voltaje de alimentación 5V)
VDC = 1 × 5 × 1.1 × 10−5=0.11[V]
• Para C1 = 0.1µF
ta = 1.1 × 0.1µF × 1[kΩ] = 1.1 × 10−4
El voltaje DC tenemos:
E
2
T
0.5×10−3
m = 5−0
R1
VDC = 1 ×
¸ f (t)dt (Voltaje de alimentación 5V)
VDC = 1 × 5 × 1.1 × 10−4=1.1[V]
Ahora ya disponemos de voltajes de salida que podemos
amplificar:
1.1−0.11 = 5.05
5.05 = y−0
x−0.11
y = 5.05x − 0.55
La ganancia será de 5.05.
tt = R2 ;si R1 = 1[kΩ]
R2 = 5.05[kΩ]
El acondicionamiento seria con un amplñificador restador con
resistencias de 1[kΩ]
III. CONCLUSIONES.
• En el circuito Aestable, el ciclo de trabajo depende de los
valores de R1 y R2.
• En el circuito Aestable, no es posible alcanzar una onda
simétrica pura. Lo que se puede hacer para alcanzar una
onda cuyo ciclo de trabajo sea lo más cercano al 50%, R1
debe ser una resistencia mucho mayor al de R2.
• En el circuito monoestable tenemos que puede variar el
ancho de pulso con una señal de cambio de capacitancia.
IV. APORTE.
• El 555 es un integrado sumamente versátil, pudiendo ser
configurado para trabajar en un rango muy amplio de
frecuencias y configurado correctamente, puede trabajar
con ciclos de trabajo de casi 0% al 100%.
• El multivibrador monostable entrega a su salida un solo
pulso de un ancho establecido por el diseñador (tiempo de
duración).El circuito entrega a su salida un solo pulso de
ancho dependiendo de R1 y C1.
• El modo Aestable es cuando en la salida aparece un tren
continuo de pulsos de onda rectangular o cuadrada y los
tiempos de estas ondas dependen de las resistencias R1,
R2 y C1.
V. BIBLIOGRAFIA.
• Instrumentación industrial, Antonio Creus, 8vaEdición,
Editorial Alfaomega, 2010.
• Apuntes de clase instrumentación electrónica, Silvana
Gamboa, 2015-A.
• http://electronica-electronics.com/info/555/555.html
• http://unicrom.com/tut_multivibrador_monostable_555.asp
• https://kekelectronica.wordpress.com/2011/04/30/94/