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INTRODUCCIÓN. Véase primero este video https://www.youtube.com/watch?v=lCLgbOQV73s La presente actividad es con la finalidad de enseñar a los estudiantes un dispositivo utilizado para realizar medidas de distancias muy cortas, llamado LVDT. Los estudiantes investigarán y utilizará su ingenio para hacer el dispositivo LVDT y su controlador. Este es un proyecto de múltiples aplicaciones las cuales el estudiante también deberá conocer, esta actividad le servirá al estudiante en sus futuros cursos académicos tales como análisis de circuitos AC, electromagnetismo, instrumentación y amplificadores operacionales. MARCO TEORICO Para entender el funcionamiento de un LVDT en este curso de Análisis de Circuitos DC, primero hay que conocer algunos conceptos referentes a corriente alterna, cómo funciona un transformador (electromagnetismo) y qué tipo de corriente es la que maneja un transformador. Al principio se explicarán algunos conceptos básicos que deben conocer los compañeros que aún no han cursado circuitos AC y electromagnetismo, esto es con la finalidad de que puedan comprender el funcionamiento de un LVDT y así poder empezar a realizar su construcción. Más adelante se explicará de una manera sencilla como funciona cada bloque del circuito, debido a que cada uno funciona en base a amplificador operacional, este es un tema que cada participante del grupo también debe conocer. Esto es para reforzar nociones sobre Amplificadores Operacionales, y de esta manera cada uno de los participantes pueda comprender mejor la ayuda que nos da nuestro tutor, la cual se encuentra en el siguiente link. http://j0k3n.com/hardware/electronica/lvdt-driver/ CORRIENTE ALTERNA: Es un tipo de corriente que varía en el tiempo, es decir; toma diferentes valores de voltaje a medida que transcurre el tiempo, partiendo desde cero voltios hacia valores de voltaje positivo hasta llegar a un máximo voltaje o voltaje pico, para luego ir en descenso, pasar por cero voltios y tomar luego valores negativos hasta llegar a un voltaje negativo máximo y luego retornar gradualmente hasta llegar a cero voltios. Este proceso se repite indefinidamente. TIPOS DE CORRIENTE ALTERNA: Hay diferentes tipos, su nombre se debe a la forma de la onda. A continuación las más conocidas. Senoidal. Cuadrada. Triangular. Diente de Sierra. Imagen tomada de: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6f/Waveforms.png

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INTRODUCCIÓN.

Véase primero este video https://www.youtube.com/watch?v=lCLgbOQV73s

La presente actividad es con la finalidad de enseñar a los estudiantes un dispositivo utilizado para realizar medidas de distancias muy cortas, llamado LVDT. Los estudiantes investigarán y utilizará su ingenio para hacer el dispositivo LVDT y su controlador. Este es un proyecto de múltiples aplicaciones las cuales el estudiante también deberá conocer, esta actividad le servirá al estudiante en sus futuros cursos académicos tales como análisis de circuitos AC, electromagnetismo, instrumentación y amplificadores operacionales.

MARCO TEORICO

Para entender el funcionamiento de un LVDT en este curso de Análisis de Circuitos DC, primero hay que conocer algunos conceptos referentes a corriente alterna, cómo funciona un transformador (electromagnetismo) y qué tipo de corriente es la que maneja un transformador. Al principio se explicarán algunos conceptos básicos que deben conocer los compañeros que aún no han cursado circuitos AC y electromagnetismo, esto es con la finalidad de que puedan comprender el funcionamiento de un LVDT y así poder empezar a realizar su construcción. Más adelante se explicará de una manera sencilla como funciona cada bloque del circuito, debido a que cada uno funciona en base a amplificador operacional, este es un tema que cada participante del grupo también debe conocer. Esto es para reforzar nociones sobre Amplificadores Operacionales, y de esta manera cada uno de los participantes pueda comprender mejor la ayuda que nos da nuestro tutor, la cual se encuentra en el siguiente link. http://j0k3n.com/hardware/electronica/lvdt-driver/

CORRIENTE ALTERNA: Es un tipo de corriente que varía en el tiempo, es decir; toma diferentes valores de voltaje a medida que transcurre el tiempo, partiendo desde cero voltios hacia valores de voltaje positivo hasta llegar a un máximo voltaje o voltaje pico, para luego ir en descenso, pasar por cero voltios y tomar luego valores negativos hasta llegar a un voltaje negativo máximo y luego retornar gradualmente hasta llegar a cero voltios. Este proceso se repite indefinidamente. TIPOS DE CORRIENTE ALTERNA: Hay diferentes tipos, su nombre se debe a la forma de la onda. A continuación las más conocidas.

Senoidal.

Cuadrada.

Triangular.

Diente de Sierra. Imagen tomada de: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6f/Waveforms.png

La corriente alterna SENOIDAL es la que se usa , el motivo es porque es el único tipo de corriente alterna que no pierde su forma de onda cuando está sometida a elementos capacitivos o inductivos.

Imagen tomada de: https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcSXS2rlq94nCOt19Qw9ud6kBD6Bf3Q4Am8S2KmW3TLx7xhKAhtSsw

Dos de las características más relevantes de una señal de corriente alterna son la amplitud y el periodo.

La amplitud es el voltaje máximo o pico, igual para pico positivo y negativo. Periodo es la duración del ciclo. Y se expresa en segundos. La frecuencia es el número de ciclos por segundo:

Del periodo se obtiene la frecuencia y viceversa. - Periodo = 1/Frecuencia. - Frecuencia = 1/Periodo

Por ejemplo; la corriente que nos ofrece la red pública tiene una frecuencia de 60 Hz, es decir que su periodo es:

CORRIENTES DE FACAULT ó EDDY “La corriente de Foucault (corriente parásita también conocida como "corrientes torbellino", o eddy currents en inglés) es un fenómeno eléctrico descubierto por el físico francés Léon Foucault en 1851. Se produce cuando un conductor atraviesa un campo magnético variable, o viceversa”. http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Foucault

Lo aprendido de esto en los laboratorios del curso académico de electromagnetismo en la UNAD, es que cuando un campo magnético atraviesa un conductor o viceversa, con velocidad variante, al conductor se le induce una corriente, haciendo que en sus extremos haya voltaje, es decir un voltaje inducido. Por ejemplo, hacer pasar un imán por un conductor, la velocidad variable con que se pase el imán es proporcional a la corriente que se induzca en el conductor, por lo tanto si un conductor se coloca junto a un imán (sin movimiento o con velocidad constante), en este caso no habrá inducción. El caso contrario es que si en un conductor que circula una corriente, alrededor de esta hay un campo magnético que gira con intensidad proporcional a la corriente en el conductor. Eso quiere decir que si en una bobina que no es más que un largo conductor enrollado circula en ella una corriente, esto hace que se genere alrededor un campo magnético, y siendo corriente alterna sinusoidal, el campo generado tiene un movimiento con velocidad variable. Entonces como un campo magnético con velocidad variable puede inducir corriente a un conductor, se da que el campo magnético de velocidad variable producido por la corriente que circula por el devanado primario induce una corriente al devanado secundario. Este es el efecto que se produce en un transformador, y el dispositivo de nuestro trabajo es un transformador llamado LVDT.

TRANSFORMADOR.

Imagen tomada de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transformador.png

Básicamente es un elemento eléctrico formado por dos devanados, un devano primario y un devanado secundario, ambos devanados comparten un mismo núcleo el cual está hecho de material ferro magnético. Este elemento eléctrico se basa en el fenómeno de la inducción electromagnética, ya que si aplicamos un voltaje alterno en el devanado primario, debido a la variación de la intensidad y sentido de la corriente alterna, se produce la inducción de un flujo magnético variable en el núcleo de hierro. Este flujo originará por inducción electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en el devanado secundario. La tensión en el devanado secundario dependerá directamente del número de espiras que tengan los devanados y de la tensión del devanado primario. Es decir que la relación del voltaje que entra por en devanado primario y que sale por el devanado secundario está en el número de espiras de las bobinas. Ejemplo Un transformador que en el primario entran 120 Vac, y el número de espiras es 1330, dará 9.02 Vac a la salida si la bobina del secundario tiene 100 espiras.

NUCLEO DE UN TRASNFORMADOR

El núcleo de un transformador debe de ser de un material ferro magnético para que haya un mayor flujo de líneas de campo magnético y así de esta forma, la bobina primaria pueda inducir voltaje a la bobina secundaria. Si tomamos dos bobinas con núcleo de aire y las colocamos muy juntas, hay un voltaje que induce una bobina a la otra, PERO, si con esas mismas dos bobinas usamos un núcleo de material ferro magnético como por ejemplo el hierro. Notamos que es mayor el efecto de inducción de voltaje de una bobina hacia la otra.

LVDT

Imágenes tomada de: http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador_diferencial_de_variaci%C3%B3n_lineal

El transformador diferencial de variación lineal es un tipo de transformador usado para medir desplazamientos lineales. Se basan en el principio inductivo de transformador de núcleo variable. Este tipo de transformador está formado por tres bobinas, colocadas físicamente una al lado de la otra, y dentro de ellas hay un núcleo (elemento ferro magnético) móvil, que las atraviesa a todas longitudinalmente. Véase la siguiente figura. La tensión de excitación [Devanado primario (A)], está en el intervalo de 0,5 a 10 V CA a una frecuencia de 1 a 200 KHz.

Como se puede observar, la bobina que está en la mitad es el primario y se le inyecta una corriente alterna (A), y las bobinas laterales son el secundario. Las dos bobinas que forman el secundario (B) del transformador se conectan en serie pero están invertidas una con respecto a la otra. En la salida (B), ya que están invertidas las bobinas que forman el secundario, cada una de las señales en estas bobinas tienen un desfase de 1800 una con respecto a la otra, de esta manera se obtiene a la diferencia de voltaje entre estas. Esa diferencia de voltajes es variable porque hay un núcleo de material ferro magnético que se desplaza longitudinalmente entre las bobinas. Cuando este núcleo llega al tope (cualquier extremo, derecho o izquierdo), este será el núcleo completo de la bobina central y de la bobina al extremo que le corresponde (derecho o izquierdo), Cuando el núcleo está totalmente en la mitad, este será el núcleo total de la bobina del medio, y medio núcleo de cada una de las bobinas laterales. Es decir que el núcleo será el elemento que determina que la inducción que hay del devanado primario a cada una de las bobinas laterales que forma el secundario de este tipo de transformador.

El siguiente dibujo muestra las formas de onda de cada bobina del secundario.

La bobina Roja muestra el voltaje V1 La bobina Verde muestra el voltaje V3. La diferencia de estos dos voltajes es V13

V13 es el voltaje de salida (B) del que sea ha venido hablando.

En este otro dibujo muestra la forma de onda en el secundario (B), cuando su núcleo hace un recorrido de extremo a extremo. Respecto al dibujo anterior sería V13

Las unidades están disponibles para la medición de desplazamiento en una distancia de una fracción de un milímetro a una media de un metro. Una gran ventaja de los LVDT es que son robustos y resistentes a la suciedad si los comparamos con codificadores ópticos lineales.

UTILIZACIÓN

Los LVDT son usados para la realimentación de posición en servomecanismos. Para la medición automática en herramientas y muchos otros usos industriales y científicos. Monitorear y corregir el fertiriego de acuerdo a las necesidades fisiológicas de una planta. Medir deformaciones en materiales y cuanto llega a resistir el material. Monitoreo en estructuras o edificaciones de las que se sospecha están en riesgo

DIFERENTES LVDT

Transductor de posición lineal LVDT SX12 Sensores de posición lineal LVDT con salida AC para rangos medios de hasta 300mm. Diferentes accesorios de conexión y montaje.

Sensor de desplazamiento lineal LVDT SX20

Transductor de posición lineal LVDT con salida AC y DC para rangos medios de hasta 300mm. Diferentes opciones de conexión y montaje.

Sensor de posición lineal para cilindro SX12V

Sensor LVDT especial para montaje en cilindro, con diferentes rangos de medida hasta 300mm. Salida AC y opciones de alta presión y alta temperatura.

Sensor LVDT digital salida en bus RS485

Sensor de posición lineal LVDT con salida digital MODBUS RS485. Linealidad y precisión mejoradas digitalmente. Alta protección IP68 con posibilidad de inmersión, diferentes rangos hasta 300mm.

LVDT sumergible IP68 sellado por láser HCA / HCD

Sensores de distancia LVDT robustos, sellados herméticamente por láser IP68. Salida AC o DC. Diferentes rangos hasta 500mm.

Sensores de posición LVDT económicos HR / MHR

Sensores LVDT económicos y compactos para la medida de posición y desplazamiento en espacios reducidos. Diferentes rangos hasta 500mm. Salida AC.

LVDT miniatura de reducidas dimensiones

Sensor de posición compacto para medir pequeñas distancias o desplazamientos debido a su pequeño tamaño. Rangos hasta 6mm.

LVDT económico con amplificador interno LCIT

Sensor LVDT con amplificador integrado muy económico para grandes series. Rango hasta +/-50mm. Salida amplificada 0.5-4.5V.

PRODUCTOS RELACIONADOS Visualizador para LVDT

Visualizador acondicionador de uno o varios canales para sensores inductivos LVDT o RVDT

Acondicionador de señal para LVDT

Electrónica de acondicionamiento para sensor inductivo LVDT o RVDT, con salida analógica en corriente o tensión 4-20mA, 0-20mA, +/-10V, +/-5V, 0-10V y 0-5V.

CIRCUITO DRIVER ANÁLOGICO (Controlador).

Un LVDT no funciona por sí sola, necesita de un dispositivo llamado “Driver para LVDT”, Estos vienen en varias presentaciones. El driver o controlador provee la señal alterna que excita al devanado primario del LVDT y toma las lecturas análogas, las procesa y da una salida la cual es usada para medir o controlar.

Para montar en un riel (En tableros eléctricos)

En circuito integrado.

También hay dispositivos electromecánicos (cilindros) con vástago móvil que contiene LVDT y controlador dentro del mismo cilindro.

DIAGRAMA DEL CONTROLADOR PROPUESTO EN LA GUÍA. El diagrama a continuación es el diagrama esquemático que está en la página web http://j0k3n.com/hardware/electronica/lvdt-driver/ . Gruía para el presente proyecto.

NOTA IMPORTANTE, Hubo un pequeño error en la distribución de los bloques del controlador. (Aunque la electrónica de cada bloque está bien). La disposición en que están los bloques, como lo propone http://j0k3n.com/hardware/electronica/lvdt-

driver/ tiene un inconveniente, a continuación la explicación del porque este no es el planteamiento

más adecuado. Obsérvese que tanto la señal de la bobina primaria como la señal de la bobina secundaria las están rectificando (las convierten de AC a DC), luego ambas señales DC se restan. El detalle es que una onda de corriente alterna al rectificarse y filtrarse se convierte en corriente continua, sin importar los grados de desfase de la onda AC a la entrada al rectificador. Retomemos los siguientes dibujos:

La bobina Roja muestra el voltaje V1 La bobina Verde muestra el voltaje V3. La diferencia de estos dos voltajes es V13

V13 es el voltaje de salida (B) del que sea ha venido hablando.

Se analizó las siguientes dos condiciones a) y b).

a) El núcleo inicia su desplazamiento desde el punto medio hacia el lado derecho hasta llegar al tope.

b) El núcleo inicia su desplazamiento desde el punto medio hacia el lado izquierdo hasta llegar al tope.

En ambos casos a medida que el núcleo se desplaza hacia los extremos la tensión se hace mayor.

La gran diferencia es que la forma de onda cambia 180º de fase y eso fue lo que no se tuvo en cuenta en el diseño que se presentó en http://j0k3n.com/hardware/electronica/lvdt-driver/ .

La consecuencia de este diseño es que: POR EJEMPLO: Si la distancia del recorrido total del LVDT son 10 cm, la señal de salida será igual para las distancias. 0 cm ó 10 cm 1 cm ó 9 cm 2 cm ó 8 cm 3 cm ó 7 cm 4 cm ó 6 cm Tomando como referencia el punto medio del recorrido del núcleo, distancias iguales tanto a la derecha como a la izquierda darán la misma salida (Nivel de voltaje con la misma polaridad) “Para solucionar esto se propone el diseño a continuación donde primero se restan las señales de corriente alterna y el resultado se pasa por el rectificador llamado súperdiodo”.

MODELO PROPUESTO

El modelo propuesto da a la salida del controlador un voltaje proporcional a la distancia recorrida por el núcleo del LVDT.

EXPLICACIÓN DEL CIRCUITO EN BLOQUES. El oscilador genera una onda de corriente alterna Senoidal de 649 Hz la cual es pasada por un buffer y luego alimenta al devanado primario (A) del LVDT. El devanado secundario (B) del LVDT entrega una onda senoidal. Esta onda, es la diferencia de los voltajes de las bobinas laterales, como se explicó anteriormente, estas bobinas están conectadas en serie e invertidas. En el restador ambas señales senoidales tanto (A) y (B), se resta una resta a la otra (A – B). En el rectificador (súperdiodo), La diferencia de estas dos señales alternas (A – B), se rectifica (se convierte de AC a DC) en el bloque llamado súperdiodo. El buffer se encarga de que la señal de voltaje presente en el súperdiodo no baje de nivel, es decir: el buffer mantiene el voltaje de la señal y la refuerza en corriente. El circuito de equilibrio u offset se explicará más adelante. EXPLICACIÓN DE CADA BLOQUE DEL CIRCUITO Cada etapa del circuito se utilizan amplificadores operacionales, los amplificadores operacionales están enmarcados dentro de los dispositivos electrónicos analógicos, y con ellos se pueden realizar desde simples amplificadores y osciladores hasta circuitos que realizan operaciones matemáticas entre señales de corriente en sus terminales (+) y (-), dando en la salida una respuesta en nivel de voltaje correspondiente a la operación matemática realizada. EL OSCILADOR. Un Oscilador es un circuito que da una señal que oscila, es decir que da una señal que sus valores de voltaje cambian en el tiempo, en nuestro caso el oscilador que se presenta da una forma de onda de corriente alterna senoidal. Nuestro oscilador está construido con amplificador operacional, resistencias y condensadores.

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _

U2

741

3

2

4

7

6

51

V2

15 V

V3

15 V

R1

1kΩ

C1

100nF

C2

100nF

C3

100nF

R2

1kΩ

R3

1kΩ

R4

33kΩ

F = 1/1.601ms = 624.6 Hz

NOTA: El oscilador da 14Vp, este voltaje puede ser mayor si se aumenta el voltaje de la fuente a ±18Vdc

Tal como está en la guía la frecuencia en simulador dio un valor muy cercano al teórico.

El video de la simulación del oscilador se colocó en el siguiente link:

http://www.youtube.com/watch?v=qurA7vUdr-4&feature=youtube_gdata

EL BUFFER Se le conoce como buffer a un circuito que da a la salida el mismo voltaje que hay en la entrada pero con mayor capacidad de dar corriente. En nuestro caso es para alimentar el devanado primario (A) de nuestro transformador (LVDT).

La amplitud de la señal de entrada es igual a la amplitud de la señal de salida en un Buffer, el objetivo del buffer es poder suministrar la corriente que necesita la bobina primaria del Transformador LVDT. NOTA: Con los amplificadores operacionales hay que tener en cuenta que los voltajes de salida pico es el voltaje de la fuente menos 2 voltios, es decir que si la alimentación como lo dice la guía 15 voltios, entonces se debe trabajar con valores que no sobrepasen los 13 voltios de salida. En la hoja de datos del CI TL084, el fabricante dice que a este integrado lo podemos alimentar con ±18Vdc máximo, es decir; que trabajando con este voltaje, podemos trabajar con voltajes pico de hasta 16 voltios. No se está proponiendo hacerlo solo es a nivel informativo por si se llega a necesitar.

U2

741

3

2

4

7

6

51

V2

15 V

V3

15 V

Q1

BD140

Q2

BD139

D1

1N4148

R1

10kΩ

C1

220nFV1

13 Vpk

649 Hz

LVDT Es nuestro transformador del cual se toman la señal presente en el devanado primario (A) y la señal que sale del devanado secundario (B) EQUILIBRIO u Offset (Vref) Tal como lo indica la guía http://j0k3n.com/hardware/electronica/lvdt-driver/, a veces las bobinas de las

LVDT no están bien calibradas (no tienen el mismo número de vueltas o longitud, incluso los mismos semiconductores pueden provocar un efecto de desequilibrio en los amplificadores operacionales), de modo que el cero no coincide con la posición central del núcleo. Entonces este voltaje (Vref) será la referencia para el amplificador RESTADOR. Normalmente el voltaje de referencia es el potencial de cero voltios (0Vdc), pero este circuito lo que hace es que corre ese voltaje de referencia lo varia por encima o por debajo unos milivoltios.

RESTADOR. Es restador porque toma dos niveles de señal análoga y realiza la operación resta. EJEMPLO: En la siguiente simulación la entrada (+) es 5Vdc, la entrada (-) es 3Vdc, (5Vdc – 3Vdc = 2Vdc)

R3

10kΩ

R4

10kΩ

U3

741

3

2

4

7

6

51

V1

18 V

V5

18 V

R5

10kΩ

R6

10kΩ

R7

10kΩ

Key=A50%

V6

15 V

EQUILIBRIO

Vref

U2

741

3

2

4

7

6

51

V2

15 V

V3

15 V

R1

10kΩ

R2

10kΩ

R3

10kΩ

R4

10kΩ

V1

5 V

V4

3 V

U1

DC 10TOhm2.002V

+

-

Amplificador

restador

Vref

Su funcionamiento se aprecia cuando su salida se conecta al voltaje de referencia del restador

EL SUPERDIODO. (Rectificador). Antes de hablar del circuito llamado súper-diodo, primero se explicará que son los diodos, que es puente rectificador y filtrado de una señal rectificada.

Diodos. Son dispositivos semiconductores que permiten el paso de la corriente eléctrica en una dirección.

Puente rectificador

Un puente rectificador es un circuito que convierte la corriente alterna en corriente

continua pulsante , el capacitor se encarga de mantener estos picos de voltaje

Súperdiodo Los rectificadores convencionales usan diodos, estos presentan caídas de voltaje de aproximadamente 0.7 voltios para el silicio y 0.3 voltios para el germanio.

Estos puentes rectificadores no son capaces de rectificar señales muy pequeñas por ejemplo 0.1 voltios o menos. El súper-diodo es un circuito constituido por un amplificador en configuración emisor seguidor, es un amplificador con ganancia 1 y que es capaz de rectificar señales muy pequeñas (milivoltios), en nuestro ejemplo se presenta el súperdiodo junto con el filtro (Capacitor) que mantiene el voltaje pico.

El ejemplo muestra como se rectifica una onda de 0.1Vp

La onda verde es la entrada, la amarilla es la salida

El vídeo del la simulación se colocó en el siguiente link:

http://www.youtube.com/watch?v=VKbH-Sa79sY&feature=youtube_gdata

BUFFER Se le conoce como buffer a un circuito que da a la salida el mismo voltaje que hay en la entrada pero con mayor capacidad de dar corriente. El buffer se encarga de que la señal de voltaje presente en el súperdiodo no baje de nivel, es decir: el buffer mantiene el voltaje de la señal y la refuerza en corriente.

D1

1N4148

C1

10µF

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _

V1

0.1 Vpk

649 Hz

U2

741

3

2

4

7

6

51

V2

18 V

V3

18 V

SÚPERDIODO

U3

741

3

2

4

7

6

51

V2

15 V

IN

OUT

CIRCUITO EN BLOQUES MONTADO EN EL SIMULADOR MULTISIM

La señal obtenida a la salida del circuito simulado dependerá de:

La señal de corriente alterna del devanado primario (A) La señal de corriente alterna del devanado secundario (B)

Los valores obtenidos en la simulación deben corresponder o ser parecidos a los valores de la siguiente tabla: La simulación supone un recorrido del núcleo de un extremo a otro partiendo de una medida de distancia cero hasta una medida de distancia máxima.

VÍDEO EXPLICATIVO Y SIMULACIÓN http://www.youtube.com/watch?v=aJpiBnTgRl8&feature=youtube_gdata

Con los datos de la simulación se llena las casillas de la cuarta columna de la siguiente tabla.

Señal en el devanado primario

(A)

Señal en el devanado Secundario

(B)

NIVEL DE VOLTAJE DE SALIDA VDC

TEORICO

NIVEL DE VOLTAJE DE SALIDA MEDIDO

5Vp (desfase 0O)

Señal

Constante

5 (desfase 0O) 0 0.882

4 (desfase 0O) 1 1.091

3 (desfase 0O) 2 2.085

2 (desfase 0O) 3 3.087

1 (desfase 0O) 4 4.089

0 5 5.058

1 (desfase 180O) 6 6.058

2 (desfase 180O) 7 7.045

3 (desfase 180O) 8 8.039

4 (desfase 180O) 9 9.028

5 (desfase 180O) 10 10.027

NOTA: El simulador multisim no da valores ideales, este simulador intenta dar valores muy próximos a la realidad como por ejemplo impedancia de entrada de los aparatos de medición, respuesta en frecuencia de los semiconductores etc.

DevanadoPrimarioA5 Vpk

649 Hz

DevanadoSecundarioB4 Vpk

649 Hz

Voltímetro

DC 10TOhm

1.092 V

+

-

Pot2

10kΩ

Key=A49%

LVDT

1

01

234 5

A

B

Buffer1

SeguidorDeVoltaje

IN OUT

A_menos_B1

RESTADOR

IN_BIN_A OUT

Vref

Offset1

EQUILIBRIO

OUTREFPOT+

POT-

Superdiodo1

RECTIFICADOR

OUTIN

oscilador

y buffer

ANEXO - VIDEOS

1. VIDEO PRINCIPAL: Simulación del circuito, se tuvo que desarrollar el circuito para poder hacer la simulación. http://www.youtube.com/watch?v=aJpiBnTgRl8&feature=youtube_gdata

2. VIDEO INTRODUCTORIO A LAS LVDT https://www.youtube.com/watch?v=lCLgbOQV73s

3. VIDEOS AUXILIARES: Cada bloque del circuito se explicó, aquellos que ameritaban hacerle videos se le hizo.

o Oscilador: http://www.youtube.com/watch?v=qurA7vUdr-4&feature=youtube_gdata

o Superdiodo: http://www.youtube.com/watch?v=VKbH-Sa79sY&feature=youtube_gdata

4. La actividad propone implementar el circuito ó simularlo, es decir una de las dos cosas. Ya que se realizó la simulación y funciona, si implementamos el circuito en real y este espacio se colocará ese video. _________________________________________________

5. El trabajo tiene por ahora los siguientes vídeos:

o VÍDEO LVDT Y CONTROLADOR SIMULADO. o VÍDEO INTRODUCCIÓN (LVDT). o VÍDEOS AUXILIARES: Oscilador.

Buffer. NOTA IMPORTANTE PARA MIS COMPAÑEROS DE GRUPO: Son varias cosas a tener en cuenta, algunas cosas pueden cambiar en el diseñó.

Según la guía las 3 bobinas tienen las siguientes características: o Número de Vueltas: 500 aprox. o Hilo calibre: AWG 32 o Impedancia resultante unos 20 ohmios.

El amplificador operacional TL084 se puede alimentar a ± 18Vdc, con lo cual se puede obtener una señal del voltaje mayor para alimentar el devanado primario del LVDT.

No hay que atenerse solo al TL084, esto es por si uno no consigue ese integrado, por ejemplo

también sirve el TL082.TL071 y muchos más. Operacionales hay muchísimos.

Algunos valores de resistencia pueden cambiar, por ejemplo las resistencias de realimentación de los operacionales, al variarla se varia la ganancia de los operacionales. Esto es porque hasta ahora todo se ha simulado y no se ha montado en real, por ejemplo tenemos que estar seguros del voltaje a la salida del LVDT. Quizá sea remotamente posible que haya que variar los valores de una resistencia de realimentación de algún operacional para obtener la amplitud de onda deseada pero la verdad eso es una posibilidad no creo que ocurra.

En el video se muestra un núcleo de menor diámetro que el diámetro interno que las bobinas, no he hecho bobinas pero intuyo que si las hubieran bobinado de acuerdo al diámetro del núcleo la inducción es mayor, en mi caso pienso usar una ferrita, la saqué de un radio viejo.

Está pendiente continuar realizando el trabajo, o Ver objetivos de la guía. o Ver planteamiento del problema. o Ver entrega informe final.

REFERENCIAS

[ 1 ] Transformador diferencial de variación lineal – WIKIPEDIA – Recuperado 20/11/2013 http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador_diferencial_de_variaci%C3%B3n_lineal [ 2 ] Transformador – WIKIPEDIA – Recuperado 20/11/13 http://es.wikipedia.org/wiki/Transformador [ 3 ] Sensinc – Sensores de distancia LVDT – Recuperado 20/11/213

http://www.sensores-de-medida.es/sensing_sl/SENSORES-Y-TRANSDUCTORES_35/Sensores-de- distancia_36/Sensores-de-distancia-LVDT_55/

[ 4 ] Linear Variable Differential Transformer - United Induction Heating machine – Recuperado

02/12/2013 - http://www.uihm.com/en/Induction-Heating-Technology/TRANSFORMERS-of- induction-heating863.html#.UpyildL1PJI