Acondicionamiento de Señales de Sensores Resistivos
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ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES DE SENSORES RESISTIVOS DIVISORES DE TENSIÓN El método de divisores de tensión es un método muy utilizado para la medición de resistencias de valor elevado. Su mayor inconveniente radica en el acoplamiento de impedancias entre el sensor y el dispositivo de lectura. De la figura 1 se obtiene que: Rs Rx Rx V Vx
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UNIVERSIDAD VERACRUZANAINGENIERIA EN INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICASENSORES Y ACTUADORESProf. Jacinto Pretelin
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ACONDICIONAMIENTO DE SEÑALES DE SENSORES RESISTIVOS
DIVISORES DE TENSIÓN
El método de divisores de tensión es un método muy utilizado para la medición de resistencias de valor elevado. Su mayor inconveniente radica en el acoplamiento de impedancias entre el sensor y el dispositivo de lectura. De la figura 1 se obtiene que:
RsRxRxV
Vx
Donde el valor de la resistencia en función del voltaje de alimentación esta dado por:
Figura 1.-Medición por divisor de tensión
RsVxV
VxRx
Para el caso de sensores potenciométricos donde el elemento de medida cuenta con una resistencia Rm , el voltaje de salida dependerá de dicha resistencia, afectando su valor (ver fig.2).
Figura 2.- Sensor potenciométrico
Los próximos cuadros muestran el cálculo del error en la medida.
El equivalente de Thévenin del circuito de la figura 2 es el que se muestra en la figura 3.
Figura 3.- Circuito equivalente del elemento potenciométrico
Donde los valores de Rth y Vth son:
n
)n(1nTh
RxxRR
R x)V(1VTh
n
m
RR
k
De donde los movimientos angulares o lineales x en función del voltaje de excitación determinan el valor del voltaje de salida de acuerdo a: están definidos por:
y x1α
En la gráfica se observa la relación entre la tensión medida y el desplazamiento del cursor. Nótese que la linealidad del dispositivo solo se da para valores muy altos de k (fig. 4).
Figura 4. Variación de la tensión en función del desplazamiento del cursor del potenciómetro
El error en la medida esta dado por:
El punto de error máximo (fig. 5), se obtiene de:
de donde:
La segunda derivada debe ser menor que cero,
Donde se cumple que:
Figura 5 . Variación del error relativo en un potenciómetro en función del factor k y del desplazamiento
El elemento de la Resistencia comúnmente utilizados:
•Es el de alambre de nickel o platino arrollado.
•Película de carbón, metal o conductor plásticos que provee la resolución.
Pot. Angular
Pot. Helicoidal
Pot. Multivueltas
Pot. Lineal
Pot. de Alambre Linealidad de ±1% (R= 10 – 200 K)
Pot. de Película Linealidad de ±0.01% (R= 100 – 1M)
Practicas con Potenciómetros
Liga
