INSTRUMENTACION.
UNIDAD 1: FASE 2 - IDENTIFICAR BLOQUES SISTEMA, CONCEPTOS METROLOGÍA, DISEÑO DE CIRCUITOS EN EQUILIBRIO
TUTOR. JORGE ENRIQUE ARBOLEDA
ENTREGADO POR: EDGAR HERNADO RINCON PARRA. CODIGO: 80167027. JAVIER ANDRES DONCEL CÓDIGO 80030874 CARLOS ANDRES JAIMES. JOHANN HERNANDEZ GRUPO: 203038_3.
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA VICERRECTORÍA ACADÉMICA Y DE INVESTIGACIÓN. ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA. ECBTI BOGOTA. D.C OCTUBRE DE 2018.
INTRODUCCION.
El objetivo de este trabajo es compilar y sintetizar la información precisa y que el estudiante conozca la estructura general y los principios de funcionamiento de un sistema electrónico de medida, y de igual forma el tratamiento de los resultados experimentales obtenidos, en la practicas impuestas través de los puentes q que en este capítulo trataremos y como objetivo específico adquirir la capacidad de interpretar estos resultados y de evaluar los errores que se cometen en el proceso de medida. Y que adquiera conocimientos teóricos y prácticos de cada uno de los componentes de un sistema de medida electrónico (transductores, puentes de medida, amplificadores, etc.) de modo que sea capaz de seleccionar entre los dispositivos disponibles comercialmente aquellos que mejor se adapten a una aplicación Correcta. Adicionalmente dedicaremos un espacio destinado al estudio de métodos estadísticos para analizar los datos experimentales, con el objeto de determinar los errores, la precisión y la incertidumbre de la medida. Mediante el uso de programas de simulación tal como lo es proteus. Por último y cumpliendo con los objetivos de aprendizaje basado en trabajo colaborativo se buscará obtener los mayores aspectos técnicos que el grupo de trabajo pueda compartir y difundir de manera práctica.
OBJETIVOS.
comprende la arquitectura básica de un sistema de instrumentación. Manipular hardware y software utilizado para la implementación de sistemas en el ámbito industrial.
Comprensión y análisis de adecuación de señales, técnicas reducción de ruido.
Implementación y practica para diseñar amplificadores de señales.
Diseñar e implementar Puente de Wheatstone para estudio dentro de la instrumentación.
Implementar y reforzar el uso de herramientas virtuales de simulación de circuitos electrónico (Proteus)
Actividades Individuales| Paso 1: Seleccione uno de los siguientes temas, investigue y realice un video de máximo 3 minutos en el cual mencione lo más relevante: I NTEGRANTE
T E M A P A SO 1
LI NK VI DEO
JAVIER ANDRES DONCEL
CARLOS ANDRES JAIMES
Ruido (incluir tipos y fuentes ruido)
https://youtu.be/pU5RgPg30ZE
JOHANN HERNANDEZ Conversión Análoga – Digital
EDGRA RINCON
https://youtu.be/h57nHg9wITc
DIEGO JAVIER COHECHA
Paso 2: Seleccione una de las siguientes características del amplificador de instrumentación y justifique porque es una ventaja frente a un amplificador operacional:
INTEGRANTE
CARACTERÍSTICAS DEL JUSTIFIQUE PORQUE ES UNA AMPLIFICADOR DE VENTAJA INSTRUMENTACIÓN CMRR alto
CARLOS ANDRES JAIMES
el AO no tiene una estructura interna totalmente simétrica. Este fenómeno esta relacionado con un parámetro llamado CMRR (Factor de rechazo en modo común): Cuando un AO está configurado por ejemplo en inversor, si el voltaje de la entrada inversora es igual que el de la entrada no inversora, el voltaje en la salida debería ser 0. Pero en la realidad nunca es así, siempre hay una pequeña señal. El amplificador diferencial básico construido con un único amplificador operacional satisface algunas de las características del amplificador de instrumentación, pero no todas. el Factor de Rechazo se degrada por por lo que resulta difícil
Ajuste de ganancia con un único resistor
La accesibilidad de estos terminales hace posible también la inclusión de una etapa de potencia de salida para suministra r altas intensidades a la carga, o proporcionar un nivel de tensión continua, V REF , a la señal de salida con respecto a tierra, como se indica en la expresión (4.23): o =+ VV GV REF mdmd ( Con esta estructura, hay muchos amplificadores de instrumentación integrados que incluyen todas las resistencias excepto R G , que se conecta externamente para fijar la ganancia al valor deseado. Algunos ejemplos son: INA 101, INA104, INA110 de BurrBrown. • AD521, AD522, AD524 de Analog Devices. • LH0036 de National Semiconductor.
EDGRA RINCON
JOHANN
Alta impedancia de entrada
HERNANDEZ JAVIER
Baja impedancia de salida
ANDRES DONCEL DIEGO JAVIER COHECHA
conseguir factores de rechazo (CMRR) altos.El AD básico tiene bajas prestaciones pensado como amplificador de instrumentación. mientras que en un amplificador de instrumentacion Su ganancia en modo común muy baja respecto de la ganancia diferencial, por lo que ofrece un CMRR muy alto en todo el rango de frecuencia en que opera El amplificador de instrumentación es un dispositivo creado a partir de amplificadores operacionales. Ya que es un amplificador diferencial, puede trabajar como inversor y como no inversor. La operación que realiza es la resta de sus dos entradas multiplicadas por un factor.
Factor de ruido muy cercano a la unidad
Paso 3: Diseñar e implementar Puente de Wheatstone alimentado con 500mV; realice la medición de una fotoresistencia. Amplifique la salida del puente de wheatstone por un número igual al # de grupo * 11 (AV=#G*11), usando un amplificador de instrumentación constituido por 3 amplificadores operacionales.
Si sabemos que 500mV=0,05V
(AV=#G*11)=AV=3*11=33
=
∗
⇒ =
5 ∗ 1 5
⇒ = 1
Para el diseño del amplificador Operacional tenem os el siguiente diagrama.
= = # = =
+
+ ⇒
=
+
+ ⇒ =
+
−⇒
+
− = = .
Para los valores de la ganancia diferencial tenemos:
3 = ∗ = ∗ = Ahora la salida debe valer, Amplificando la salida del puente de wheatstone por un número igual al # de grupo * 11 (AV=#G*11
∗ # ∗ 11 =? Cuando la fotocelda esta tapa estará en equilibrio el puente
Cuando activamos la fotoresistencia Nos muestra unos valores:
9.71 ∗ # ∗ 11 = 320 43.0 ∗ # ∗ 11 = 1419 452 ∗ # ∗ 11 = 14916
Resumen Debido a que la ganancia deseada supera ampliamente la unidad de medida, el valor que se expresa en el panel del multímetro indica un voltaje de salida por encima de los 10 V coherente con los resultados de los cálculos deseados.
Paso 4: Diseñar e implementar Puente de Wheatstone alimentado con 200mV; realice la medición de una fotoresistencia. Amplifique la salida del puente de Wheatstone y obtenga una salida de 0V – 10V, usando un amplificador de instrumentación AD620.
=
49.4Ω 499−1
0.100
https://youtu.be/sNwbig5JEI8
Paso 5: Implementar en software CAD un sistema de medición de temperatura con un lm35 y diseñe la etapa de amplificación de tal manera que obtenga 5V para una temperatura de 80°C. Adicionalmente el sistema debe encender un LED rojo cuando la temperatura supere los 75°C y un LED verde cuando se mantenga entre 40°C y 74°C.
