1 / 23

Interfases y Transductores

Interfases y Transductores. Sistemas de Medida. Esquema. Sistemas de medida. Sensor: Este elemento extrae la información referida a una propiedad del sistema físico dando una señal que tiene una relación de transferencia respecto a la propiedad a medir.

Download Presentation

Interfases y Transductores

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Interfases y Transductores Sistemas de Medida

  2. Esquema

  3. Sistemas de medida • Sensor: Este elemento extrae la información referida a una propiedad del sistema físico dando una señal que tiene una relación de transferencia respecto a la propiedad a medir. • Acondicionador: Encargado de transformar la señal del sensor en otra de tipo electrónico (corriente, tensión, frecuencia) que sea más fácilmente tratable para las etapas de procesamiento. • Transmisión: Función en el sistema de medida consistente en la interconexión de las diferentes etapas con objeto que circule la información a su través. • Adquisición: Consiste en retener y codificar la información de forma conveniente para su tratamiento posterior. • Procesamiento: Consiste en extraer de la señal adquirida la información que se quiere presentar. En función de la complejidad de esta información será necesario utilizar un procesamiento analógico o digital. • Registro: Las señales pueden ser registradas para su uso inmediato o para un tratamiento posterior. • Representación: Es la interfaz entre el sistema de medida y las facultades de percepción humanas. En ella, las unidades de representación visual analógica o digital, los monitores, registradores etc., son típicos representantes de esta función. • Alimentación energética: Encargada de suministrar el consumo energético del sistema de medida. Es una etapa alejada del proceso de medición y que suministra de forma estable y precisa el consumo energético requerido para el sistema de medida.

  4. Transductores • El proceso de transducción siempre consume energía del sistema que se mide pero no debe afectarle. Tipos de señales: • mecánicas • térmicas • magnéticas • eléctricas • ópticas • moleculares (químicas)

  5. Uso de señales eléctricas • La estructura eléctrica de la materia. • Se puede amplificar fácilmente la señal lo que implica poca extracción de energía del sistema. • Gran variedad de recursos para tratar la señal. • Gran variedad de recursos para presentar la señal. • Mayor versatilidad de transmisión de la señales eléctricas, aunque hay casos en que el entorno no las permite (pocas).

  6. Basado en la variable física: Temperatura Flujo Presión Nivel Posición Basado en el parámetro modificado en el sensor: Resistencia variable Reactancia variable Generadores Criterios de clasificación

  7. Dominio • Eléctricos. • Analógico. • Amplitud: Tensión, intensidad, carga. • Relación temporal: Frecuencia, fase, anchura de pulso. • Digital: Valor numérico codificado. • No eléctrico. • Físico. • Químico.

  8. Clasificación • Aporte de energía necesario para producir la señal de salida • Moduladores o activos. Necesitan un aporte de energía que es modulada en función de la señal de entrada

  9. Clasificación • Generadores o pasivos. La salida se produce haciendo uso solamente de la energía que se obtiene de la señal a medir.

  10. Clasificación • Naturaleza de la señal de salida • Analógicos. Producen una salida que varía de forma continua y la información normalmente viene dada por la amplitud de la señal, aunque en algunos casos la información se codifica en forma de frecuencia. • Digitales. La información viene codificada en algún código binario por lo que no es necesario realizar el proceso de conversión A/D para el procesamiento.

  11. Clasificación • Modo de operación • De deflexión. La magnitud física a medir produce algún efecto similar en el sensor pero opuesto y que puede ser medido de forma fácil. • De comparación. Se intenta es eliminar la deflexión que produce la magnitud medida mediante un efecto bien conocido.

  12. Características Estáticas Curva de Calibración • Relación entre la entrada al sensor y su salida en régimen estático • Para definir correctamente la curva es necesario definir: • Forma • Límites: • Rango: Conjunto de valores comprendidos entre los límites superior e inferior • Fondo de escala: Diferencia entre los límites superior e inferior de medida • Salida a fondo de escala: Diferencia entre las salidas para los extremos del rango

  13. Características Dinámicas • Respuesta del sensor mientras se produce un cambio en la magnitud de interés. Normalmente se estudia la respuesta de los sensores con respecto a un conjunto estándar de posibles cambios en la entrada: Escalón Rampa Senoidal

  14. Clasificación • La clasificación de los sensores de acuerdo a las características dinámicas: • Sensores de orden cero. • Sensores de primer orden. • Sensores de segundo orden.

  15. Sensores de orden cero • Tanto el error dinámico como el retraso en la salida con respecto a los tres cambios posibles es nulo.

  16. Sensores de orden uno • Existe un retraso en la salida con respecto a la entrada en escalón y rampa. • Para las entradas senoidales el retraso es función de la frecuencia • El error dinámico es nulo para escalón y no nulo para rampa y senoidal.

  17. Sensores de orden dos • Respuesta más compleja.

  18. Acondicionamiento • En distancias cortas puede utilizarse la misma señal que proporciona el sensor para la transmisión. • Para mayor alcance es necesaria una etapa de codificación (datos digitales) o modulación (señal analógica) en el emisor y de decodificación/demodulación el receptor. • Vía radio es necesario realizar una modulación en una señal portadora y la demodulación en el lado de la recepción.

  19. Transmisión por voltaje • Convertir la información medida por los sensores a un voltaje proporcional al valor de la medida, conectar dos cables y medir en el receptor. • Distancia: depende de la resistencia de la línea. • Interferencias: voltajes parásitos (campos electromagnéticos)

  20. Transmisión por corriente • Convierte la magnitud medida a una corriente proporcional (4-20 mA) a dicha magnitud. En el receptor se hace circular esta corriente por una resistencia de un valor conocido y se mide la caída de tensión que se produce. • Interferencias: No afectan las tensiones inducidas. • Costo menor.

  21. Transmisión por señales periódicas • Frecuencia proporcional al valor de la magnitud. • Mayor inmunidad al ruido. • Precisa circuitos de conversión.

  22. Telemetría • Puede ser necesario enviar las señales procedentes de los sensores a una localización alejada donde se procesa o presenta, en este caso se tiene un sistema de telemetría. • Soporte: • Distancias cortas: sistemas hidráulicos, neumáticos o eléctricos. • Distancia medias-altas: transmisión de señales por cable. • Distancias muchísimo mayores/inaccesibilidad: transmisión vía radio.

More Related