implementacion y acondicionamiento de seÑales mediante el uso de sensores y amplificadores...

7/21/2019 IMPLEMENTACION Y ACONDICIONAMIENTO DE SEALES MEDIANTE EL USO DE SENSORES Y AMPLIFICADORES OPER

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IMPLEMENTACION Y ACONDICIONAMIENTO DE SEALES

MEDIANTE EL USO DE SENSORES Y AMPLIFICADORES

OPERACIONALES PARA LA MEDIDA DE LA TEMPERATURA

PROMEDIO

Jose Luis Chavarra, Juan Alberto Londoo, Daniel Colorado.

[email protected],

[email protected],[email protected]

Pregrado en Ingeniera Mecatrnica ITM !"#, Medelln

Resumen. $n este in%or&e se da &uestra del uso de a&'li%icadoreso'eracionales con%igurados &ediante di%erentes arreglos (ue 'er&iten

acondicionar las seales entregadas 'or ) sensores de te&'eratura (ue e&iten

seales di%erentes. Los sensores (ue se utili*an son el LM)+ (ue entrega una

seal en oltios-C, el LM))+ (ue entrega una seal en oltios-/ 0 el PT"!!

(ue entrega una seal en 1h&ios-C, estas seales ser2n acondicionadas 'ara

(ue entreguen la &is&a %uncin de trans%erencia 3oltios-C4, ta&bi5n ser2n

'ro&ediadas 0 la seal %inal ser2 a&'li%icada a +!&-c.

$l traba6o es si&ulado en el so%t7are Proteus8." 'ara 'osterior&ente reali*ar las

'ruebas en el laboratorio.

Abstract. This re'ort sho7s the use o% o'erational a&'li%iers con%iguredoccurs through di%%erent arrange&ents and the 'ac9aging signals delivered b0

three te&'erature sensors that e&it di%%erent signals. The sensors used are

LM)+ delivering a signal in olts - C, the LM))+ delivering a signal in olts -

/ and PT"!! delivering a signal in oh&s - C, these signals 7ill be u'graded

to release the sa&e trans%er %unction 3olts - C4, also 7ill be averaged and the

%inal a&'li%ied signal is +!& - c.

The 7or9 7as si&ulated in so%t7are Proteus8." later testing in the laborator0.

Palabras clave A&'li%icador o'eracional, sensor de te&'eratura, PT"!!,LM)+, LM))+, %uncin de trans%erencia, so%t7are de si&ulacin,

acondiciona&iento de seal, i&'edancia.


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Im!lementac"#n $ ac%n&"c"%nam"ent% &e se'ales me&"ante el us% &e sens%res $

am!l"("ca&%res %!erac"%nales !ara la me&"&a &e la tem!eratura !r%me&"%

) INTRODUCCI*N

La 'osibilidad de ca'tar in%or&acin acerca del entorno, es lo (ue hace 'osible las'redicciones de algunos %en&enos (ue 'ueden a%ectar algunos 'rocesos co&o la'roduccin, la salud, la investigacin, entre otros. $l uso de a&'li%icadoreso'eracionales hace 'osible el acondiciona&iento de la seal e&itida 'or los sensoresde te&'eratura, lo cual 'osibilita la entrega de la seal deseada o 'er&itida 'ara un'roceso de investigacin o un circuito deseado.

:e han reali*ado &uchos traba6os con sensores de te&'eratura 0 a&'li%icadoreso'eracionales 3Coughlin ; Driscoll, +$d "


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+ MARCO TE*RICO

." Am!l"("ca&%r O!erac"%nal

$l a&'li%icador o'eracional es en 'ocas 'alabras un dis'ositivo electrnico con

dos entradas 0 una salida, la salida es igual a la di%erencia de las dos entradas

'roducto con un valor regulado lla&ado ganancia 34.

$n el 'asado se le lla&aba amplificador operacional a los 'ri&eros a&'li%icadores de

tubo vaco de alta ganancia, estos eran diseados 'ara o'eraciones &ate&2ticas co&o

adicin, sustraccin, 'roducto, cociente, di%erenciacin e integracin. Ta&bi5n

a'licado al uso de la solucin de ecuaciones di%erenciales.

$l actual dis'ositivo tiene el no&bre de amplificador operacional integrado lineal, 0

es bastante di%erente, este traba6a con volta6es &2s ba6os, se encuentra en diversas%or&as, tiene un ba6o costo, es vers2til 0 con%iable.

+.).) Am!l"("ca&%r O!erac"%nal I&eal

Ideal&ente se considera co&o un a&'li%icador o'eracional el si&bolo re'resentado

en la %igura", 5ste consta de + coneEiones de%inidas as? la coneEin 3>4 se de%ine

co&o la entrada inversora, la coneEin 3F4 es la entrada no inversora, 3Fcc4 es la

ter&inal de ali&entacin 'ositiva, 3>DD4 es la ter&inal de ali&entacin negativa 0

3o4 es la ter&inal de salida.

F"3) A&'li%icador Ideal


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# -%se Lu"s C4avarr2a5 -uanAlberto Londoo, Daniel Colorado.

+.).+ Al"mentac"#n &el Am!l"("ca&%r O!erac"%nal

Co&o se ve en la %igura" el a&'li%icador o'eracional consta de dos ter&inales de

ali&entacin (ue son 3F4 0 3>4, estas son las ter&inales (ue se deben conectar a la

%uente de 'oder, en este caso la %uente recibe el no&bre defuente bipolar o dividida

con valores tradicionales de G"+ , esta %uente es una singular co&'osicin de dos

%uentes conectadas en serie en el &is&o sentido, lo cual les 'er&ite alo6ar una

coneEin lla&ada co&Hn, en la %igura se 'uede detallar el ala&brado de esta

coneEin.

F"3+ Ali&entacin del A&'li%icador 1'eracional

. C%nvers%r D"3"tal 6anal%3%

F"3 7 Circuito conversor Digital-analogo


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.) C%m!uertas l#3"cas

Las co&'uertas lgicas son dis'ositivos electrnicos con una %uncin booleana,

su&an, &ulti'lica niegan o a%ir&an, estas %unciones son dadas 'or los %abricantes 0

sus caractersticas de'enden de la re%erencia de cada una.

.# C%m!uerta l#3"ca an& 89:ls)) $ 9:ls;


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B -%se Lu"s C4avarr2a5 -uanAlberto Londoo, Daniel Colorado.

.+ C%m!uerta l#3"ca %r 89:ls/+=

$sta co&'uerta tiene co&o %uncin la su&a lgica, la ecuacin caracterstica (ue

describe el co&'orta&iento de la 'uerta 1 es?

F=A+B

F"3 7. Tabla de verdad co&'uerta or F"3 >. :&bolo co&'uerta or

.B S?"tc4 an@l%3% 8CD:;>>=

$s un co&'onente electrnico (ue se co&'orta de &anera si&ilar a la de un rel5

'ero no tiene 'artes &viles. Consta de dos estados 3abierto-cerrado4 con ca'acidad

de interru&'ir una seales analgicas en %uncin de estados lgicos (ue to&as sus

ter&inales.

Caracter2st"cas

K $&'lean un dis'ositivo se&iconductor.

K :u i&'edancia vara entre un &2Ei&o 0 un &ni&o en %uncin del nivel lgico de

la seal de control C-1.

K Par2&etros caractersticos inde'endientes de la tecnologa

F"3 9. $s(ue&a de s7itch an2logo


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. Fl"! (l%!

$s un &ultivibrador ca'a* de 'er&anecer en uno de dos estados 'osibles 3alto o ba6o4

durante un tie&'o inde%inido

Fl"! (l%! b"estable.

$s ca'a* de 'er&anecer en un estado deter&inado o ca&biar de estado, estacaracterstica se utili*a en la electrnica digital 'ara guardar in%or&acin.

:e les 'uede lla&ar &e&orias de un bit, 0a (ue celdas son ca'aces de al&acenar un

bit de in%or&acin 0 el 'aso de un estado a otro se da variando sus entradas

.8 Fl"! (l%! 89:> -=

Dis'ositivo electrnico de al&acena&iento te&'oral (ue consta de dos estados

3Alto 0 ba6o4 0 cu0as entradas 'rinci'ales son J 0 /.

- $l grabado 3set4 $l borrado 3reset4$n caso de activarse a&bas entradas a la ve* la salida tendr2 el estado contrario al

(ue tena.

F"3


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8 -%se Lu"s C4avarr2a5 -uanAlberto Londoo, Daniel Colorado.

/ DESARROLLO MATEMTICO

)." D"a3rama &e bl%ues &el c"rcu"t%

F"3"!. Diagra&a de blo(ues del circuito

). Ma!as &e arnau34 !ara la secuenc"a.

Secuenc"a )5/5+57595))5)/5;5:57

/ + ) ;

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Q2n+

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Esta&%

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Esta&%actual

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"! -%se Lu"s C4avarr2a5 -uanAlberto Londoo, Daniel Colorado.

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J3=Q

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2 K

3=Q

2

: DIA1RAMA ESUEMTICO DEL CIRCUITO


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" -%se Lu"s C4avarr2a5 -uanAlberto Londoo, Daniel Colorado.

7 ,I,LIO1RAFGA

Coughlin, ; Driscoll, .. 3"

implementacion y acondicionamiento de seÑales mediante el uso de sensores y amplificadores...

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