Fase 3 Realizar cuadro sinóptico, conceptos adecuación de señales, escalizado de señal
Presentado Por: Juan Diego Fernandez Rojas Grupo: 203038_2 Código: 1052398889 Presentado a: Elber Fernando camelo instrumentación
Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD 28 de octubre del 2017 Duitama – Boyacá
SOLUCION GUIA
1.
Investigue y realice un mapa conceptual en el cuál exponga las técnicas de reducción de ruido utilizadas en instrumentación.
2. Realice un cuadro con las ventajas y desventajas del amplificador de instrumentación. VENTAJAS
DESVENTAJAS
La ganancia se puede establecer de forma muy precisa.
La precisión y estabilidad de los amplificadores de instrumentación se realiza a costa de limitar su flexibilidad.
Pueden funcionar con una única tensión de alimentación
La anchura de banda de la ganancia diferencial de un amplificador de instrumentación depende de la anchura de banda de cada una de sus etapas Su ganancia e impedancia de la salida son similares a los Amplificadores Operacionales corrientes
Su impedancia de entrada es mayor y el rechazo del modo común CMRR con lo que no debe amplificar con ambas entradas juntas Las tensiones no deseadas como tensión de Offset (Vos) y corriente (los) son más bajas que en los AO
Es posible controlar la ganancia de un amplificador de instrumentación mediante una red de resistencias 3. Explique mediante ejemplos, los conceptos de escalización, linealización, conversión AD. Desde el punto de vista de la instrumentación.
ESCALIZACION Escalado de una señal analógica de forma calculada Para realizar un escalado, sea cual sea, tampoco deberías tener muchos problemas. Si desempolvas tus apuntes de cuando eras más joven, no más que calcular una recta que pasa por dos puntos. Para empezar, imaginemos que tenemos un valor analógico de una sonda de presión entre 0 y 6bar que nos da la medida en 4-20mA. Necesitaremos dos parejas de puntos para poder calcular la relación:
El valor mínimo del la entrada analógica (para los 4mA) y el valor ingenieril que toma (0 bares)
El valor máximo de la entrada analógica (para los 20mA) y el valor asociado (6 bares)
Las tarjetas de las CPU 1200 Aquí debemos tener una consideración. Las tarjetas de entradas analógicas para las CPU 1200 sólo están disponibles en 020mA. ¿Es esto un problema? En absoluto. Sólo que lo tienes que tener en cuenta. El PLC lee valores entre [0 ; 27648] como valores dentro de rango. Una lectura fuera de este rango es que hay algún problema (rotura de hilo, por ejemplo) Ahora bien, puede que la tarjeta solo admita 0-20mA o esté configurada entre 0-20mA (cosa que vamos a suponer para darle más interés). El “0”, por tanto, está pensado para 0mA, y nosotros vamos a tener un rango de 4-20mA como entrada. Pues bien, los 4mA se corresponden con 5530. Lógicamente si la configuración de la tarjeta estuviera en vez de 0-20mA en 4-20mA, esto desaparece, y el límite inferior será un 0. Pero como hay tarjetas aún por ahí que sólo tienen 0-20mA, vamos a suponer este caso, ya que es un poco más especial, y a la vez, más genérico. Por tanto, nuestro valor mínimo va a ser 5530 (4mA) para 0 Bar ¿sí? Ahora aplicaremos la famosa fórmula de recta que pasa por dos puntos:
Y ahora, usaremos la función CALCULATE de TIA Portal:
La fórmula que usaremos será: IN1 +(IN2-IN1)*(IN3-IN4)/(IN5-IN4) En el valor mínimo de la escala meteremos 0 Bar en este caso, y 6 Bar en el Valor máximo escalado. Lógicamente en #Valor_analógico introduciremos la lectura del sensor, y en #”Valor escalado” obtendremos un valor entre 0 y 6 bares.
LINEALIZACION Un amplificador electrónico es lineal en un intervalo específico pero presenta una saturación a altos voltajes de entrada
El posicionador eléctrico de una válvula no puede abrirse más del 100% ni cerrarse menos del 0%. V (volts) V (volts) apertura (%) V (volts)
CONVERSION AD Una computadora o cualquier sistema de control, basado en un microprocesador, no puede interpretar señales analógicas porque sólo utiliza señales digitales. Es necesario traducir o transformar en señales binarias, lo que se denomina proceso de digitalización o conversión de señales analógicas a digitales.
Digitalización por muestreo de una señal analógica.
Si el valor de la señal en ese instante está por debajo de un determinado umbral, la señal digital toma un valor mínimo (0).
Cuando la señal analógica se encuentra por encima del valor umbral, la señal digital toma un valor máximo (1).
El momento en que se realiza cada lectura, es ordenado por un sistema de sincronización que emite una señal de reloj con un período constante. Estas
conversiones analógico-digitales son habituales en adquisición de datos por parte de una computadora y en la modulación digital para transmisiones y comunicaciones por radio.
4. 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 *19, usando un amplificador de instrumentación constituido por 3 amplificadores operacionales.
5. Diseñar e implementar Puente de Maxwell. Si su grupo es:
impar mida una capacitancia. par mida una inductancia. PUENTE DE MAXWELL
Es un circuito con una configuración similar a la de un puente de Wheatstone básico, muy utilizado para medir capacitancias e inductancias. Si se desean medir inductancias se utiliza el siguiente circuito:
En este caso el puente de Maxwell lo que hace es comparar una inductancia conocida con una capacitancia desconocida. Cuando el puente esta balanceado se puede establecer la siguiente relación:
como
entonces:
Teniendo en cuanta que Zx, al igual que Y1, tiene una parte real y una imaginaria se modifica la relación que se había establecido anteriormente:
Igualando los términos semejantes:
Se puede observar que Rx y Lx no dependen de la frecuencia de la alimentación sino de los valores de las resistencias, lo que hace necesario un ajuste sucesivo para lograr que el puente este balanceado.
CALCULOS
SIMULACION
