acondicionamiento y puesta a tierra

7/25/2019 ACONDICIONAMIENTO Y PUESTA A TIERRA

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UNIVERSID D DE L S FUERZ S RM D S

ESPE L T CUNG

NOMBRE: CRISTIAN ANDRANGO

CURSO: VII MECATRNICA

FECHA: 17/MAY/2016

INSTRUMENTACIN MECATRNICA

ACONDICIONAMIENTO DE SEAL

La seal de salida del sensor de un sistema de medicin en general se debe procesar de

una forma adecuada para la siguiente etapa de la operacin. La seal puede ser, por

ejemplo, demasiado pequea, y sera necesario amplificarla; podra contener

interferencias que eliminar; ser no lineal y requerir su linealizacin; ser analgica y

requerir su digitalizacin; ser digital y convertirla en analgica; ser un cambio en el valor

de la resistencia, y convertirla a un cambio en corriente; consistir en un cambio de

voltaje y convertirla en un cambio de corriente de magnitud adecuada, etctera. A todas

estas modificaciones se les designa en general con el trmino acondicionamiento deseal. Por ejemplo, la salida de un termopar es un pequeo voltaje de unos cuantos

milivolts. Por lo tanto, es necesario utilizar un mdulo acondicionador de seal para

modificar dicha salida y convertirla en una seal de corriente de tamao adecuado,

contar con un medio para rechazar ruido, lograr una linealizacin, y una compensacin

por unin fra (es decir, la compensacin cuando la unin fra no est a 0 C).

INTERCONECTNDOSE CON UN MICROPROCESADOR

Los dispositivos de entrada y de salida estn conectados con un sistema de

microprocesador mediante puertos. El trmino "interfaz" se refiere a un elemento que

se usa para interconectar diversos dispositivos y un puerto. Existen as entradas de


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sensores, interruptores y teclados, y salidas para indicadores y actuadores. La ms

sencilla de las interfaces podra ser un simple trozo de alambre. En realidad, la interfaz

cuenta con acondicionamiento de seal y proteccin; esta ltima previene daos en el

sistema del microprocesador. Por ejemplo, cuando es necesario proteger las entradas

de voltajes excesivos o de seales de polaridad equvoca.

Los microprocesadores requieren entradas de tipo digital; por ello, cuando un sensor

produce una salida analgica, es necesario una conversin de seal analgica a digital.

Sin embargo, muchos sensores slo producen seales muy pequeas, a veces de unos

cuantos milivolts. Este tipo de seales es insuficiente para convertirla de analgica a

digital en forma directa, por lo que primero se debe amplificar. En las seales digitales

tambin es necesario acondicionar la seal para mejorar su calidad. La interfaz requiere

entonces varios elementos.PROCESOS DEL ACONDICONAMIENTO

Los siguientes son algunos de los procesos que se pueden presentar en el

acondicionamiento de una seal:

1. Proteccin para evitar dao al siguiente elemento, por ejemplo, un

microprocesador, como consecuencia de un voltaje o una corriente elevados.

Para tal efecto, se colocan resistencias limitadoras de corriente, fusibles que se

funden si la corriente es demasiado alta, circuitos para proteccin por polaridad

y limitadores de voltaje.2. Convertir una seal en un tipo de seal adecuado. Sera el caso cuando es

necesario convertir una seal a un voltaje de cd, o a una corriente. Por ejemplo,

el cambio en la resistencia de un deformmetro se debe convertir en un cambio

de voltaje. Para ello se utiliza un puente de Wheatstone y se aprovecha el voltaje

de desbalance. Aqu tambin podra necesitarse una seal analgica o digital

3. Obtencin del nivel adecuado de la seal. En un termopar, la seal de salida es

de unos cuantos milivolts. Si la seal se va a alimentar a un convertidor analgico

a la digital para despus entrar a un microprocesador, ser necesario ampliarla

en forma considerable, hacindola de una magnitud de milivolts a otra de volts.

En la amplificacin es muy comn utilizar amplificadores operacionales

4. Eliminacin o reduccin del ruido. Por ejemplo, para eliminar el ruido en una

seal se utilizan filtros.

5. Manipulacin de la seal, por ejemplo, convertir una variable en una funcin

lineal. Las seales que producen algunos sensores, por ejemplo, los medidores

de flujo, son alinales y hay que usar un acondicionador de seal para que la

seal que se alimenta, en el siguiente elemento sea lineal.

EL AMPLIFICADOR

Los amplificadores son uno de los componentes ms importantes en los sistemas deinstrumentacin. Se emplean en cada aplicacin que requiera aumentar las pequeas


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seales que proporcionan los transductores a un nivel suficientemente elevado para su

registro y tratamiento en sistemas de medida de tensin.

Se representan por un smbolo triangular y la relacin entre la tensin de salida y latensin de entrada es el factor de amplificacin o ganancia. La respuesta de un

amplificador puede considerarse lineal dentro de un intervalo de tensiones, en el que A

es la pendiente de la recta y la ganancia. Fuera de ese intervalo se tiene una zona en la

que la respuesta es no lineal y se denomina zona de saturacin

Las caractersticas ms importantes son la amplificacin, la respuesta en frecuencia y las

impedancias de entrada y salida. Cuando las impedancias son las adecuadas, se pueden

conectar varios amplificadores en cascada. En este caso la amplificacin total es el

producto de las amplificaciones de cada etapa.


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PUESTA A TIERRA

Puede ser considerado como la espina dorsal del sistema de seguridad elctrica.

Est compuesto por un conjunto de elementos que permiten vincular con tierra el

conductor de proteccin. Esta toma se realiza mediante electrodos, dispersores, placas,

cables, alambres, mallas metlicas, cuya configuracin y materiales cumplan con las

normas respectivas.

Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexin de equipos elctricos y

electrnicos a tierra, para evitar que se daen nuestros equipos en caso de una corriente

transitoria peligrosa.

IMPORTANCIA

Una puesta a tierra adecuada (con una resistencia menor a 10 ohm y un conductor de2,5mm2), permite que cualquier fuga que se produzca busque la tierra como destino en


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forma inmediata y evitando as una descarga sobre quien, accidentalmente, entre en

contacto con un equipo defectuoso.

Es muy importante el poner un sistema a tierra por distintas razones, entre ellas se tiene:

Brindar seguridad a las personas.

Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la

correcta operacin de los dispositivos de proteccin.

Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensin

elctrica a tierra, bajo condiciones normales de operacin.

TIPOS DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

De acuerdo a su aplicacin los sistemas de puesta a tierra son:

Puesta a tierra para sistemas elctricos.

Puesta a tierra de los equipos elctricos.

Puesta a tierra en seales electrnicas.

Puesta a tierra de proteccin electrnica

Puesta a tierra de proteccin atmosfrica

Puesta a tierra para sistemas elctricos: El propsito de aterrar los sistemas elctricos es limitarcualquier voltaje elevado que pueda resultar de rayos, fenmenos de induccin o de contactosno intencionales con cables de voltajes ms altos. Esto se realiza mediante un conductorapropiado a la corriente de falla a tierra total del sistema, como parte del sistema elctricoconectado al planeta tierra.

Puesta a tierra de los equipos elctricos.Su propsito es eliminar los potenciales de toque quepudieran poner en peligro la vida y las propiedades, de forma que operen las protecciones porsobre corriente de los equipos.

Puesta a tierra en seales electrnicas.Para evitar la contaminacin con seales en frecuenciasdiferentes a la deseada. Se logra mediante blindajes de todo tipo conectados a una referencia

cero o a tierra.Puesta a tierra de proteccin electrnica. Para evitar la destruccin de los elementossemiconductores por sobre voltajes, se colocan dispositivos de proteccin de forma de limitarlos picos de sobr tensin conectados entre los conductores activos y tierra.

Puesta a tierra de proteccin atmosfrica. Como su nombre lo indica, se destina para drenar atierra las corrientes producidas por descargas atmosfricas (RAYOS) sin mayores daos apersonas y propiedades.

Puesta a tierra de proteccin electrosttica.Sirve para neutralizar las cargas electroestticasproducidas en los materiales dielctricos. Se logra uniendo todas las partes metlicas ydielctricas, utilizando el planeta tierra como referencia de voltaje cero. Como pudo apreciaranteriormente cada sistema de tierras debe cerrar nicamente el circuito elctrico que lecorresponde.


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Puesta a tierra para sistemas elctricos.Los sistemas elctricos se conectan a tierra con el finde limitar la tensin que pudiera aparecer en ellos, por estar expuestos a descargasatmosfricas, por interconexin en casos de fallas con sistemas de conexiones superiores, o

bien, para limitar el potencial mximo con respecta a tierra, producto por la tensin nominal delsistema. Este tipo de conexin se denominar Tierra de Servicio.

Se conectarn a tierra los elementos de la instalacin necesarios como son:

a) Los neutros de los transformadores, que lo precisan en instalaciones o redescon neutro a tierra de forma directa o a travs de resistencias o bobinas.

b) El neutro de los alternadores y otros aparatos o equipos que lo precisen.

c) Los circuitos de baja tensin de transformadores de medida.

d)

Los limitadores, descargadores, auto vlvulas, pararrayos, para eliminacin de

sobretensiones o descargas atmosfricas.

e) Los elementos de derivacin a tierra de los seccionadores de puesta a tierra.

CONSECUENCIAS EN SISTEMAS NO PROTEGIDOS

Problemas en operaciones no explicables o sutiles.

Prdida de datos, incluyendo prdida de ficheros o cambio de datos (conconsecuencias potencialmente grandes).

Sacudidas elctricas al personal, provocando la muerte en algunos casos.

Prdida de funciones y paros de sistemas, con grandes consecuencias por el ceseen la actividad en la empresa.


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CONCLUSIONES

El acondicionamiento de seal es fundamental, ya que despus de acondicionarlo,

podramos adquirir datos y procesarlos, sin el acondicionamiento los datos adquiridosseran muy errneos.

Entre los beneficios podemos citar que la continuidad de la operacin y el

funcionamiento de ciertas cargas con componente mayormente electrnico, mejora

sustancialmente como producto de la puesta a tierra, esto debido a que este sistema

permite drenar corrientes no deseadas que de otro modo podran llegar a circular hacia

los puertos de entrada o salida de los equipos.

BIBLIOGRAFIA

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