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Sensores Inteligentes y digitales.

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Angelica Vizcaya H

on 23 November 2014

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Transcript of Sensores Inteligentes y digitales.

Funciones
Acondicionamiento de la señal, correcciones de cero.
Ganancia y linealidad.
Compensación ambiental.
Conversión de unidades.
Comunicación digital.
Auto diagnóstico.
Decisión y activación sobre el sistema donde se conecta.

Conversión tensión – frecuencia.
Los convertidores tensión – frecuencia obtienen a partir de una corriente de entrada un tren de pulsos o una señal cuadrada cuya frecuencia de repeticiones es linealmente proporcional a la magnitud analógica.
Convertidor capacidad –frecuencia.
Conversión directa a frecuencia o periodo.
Para realizar estas conversiones no existen una metodología así que a continuación se pueden ilustrar unas técnicas empleadas.

Sensores Inteligentes y Digitales.
Osciladores Variables
Oscilador es un circuito que genera una señal periódica a la salida sin tener ninguna entrada periódica. Es un dispositivo capaz de convertir la energía de corriente continua en corriente alterna a una determinada frecuencia.
La frecuencia se puede ajustar mecánicamente (condensadores o bobinas de valor ajustable) o aplicando tensión a un elemento.
La información de la magnitud medida está en la frecuencia de la señal.
Sensores con salida digital inmediata, mediante un uP. Lo mejor es emplear una interfaz directa sensor-uP (Sin C A/D).



Conviene usar un contador digital.

Osciladores Variables
Interfaz para sensores:

Osciladores Armónicos.
Osciladores de Relajación.

Osciladores Senoidales
RC
Llamado Puente de Wein, se basa en redes de desplazamiento de fase con resistencia-condensador. Basado en un AO con retroalimentación positiva y negativa.
LC
Diversos tipos: Hartley, Colpitts , Vackar, Seiler, Clapp.Su funcionamiento se basa en el almacenamiento de energía en forma de carga eléctrica en el condensador y en forma de campo magnético en la bobina.
Osciladores de Relajación
Un oscilador de relajación es un circuito de repetición, que logra su comportamiento repetitivo, por la carga de un condensador hasta un cierto umbral de evento. Produce una salida que varía entre dos valo­res definidos de tensión, pasando de uno a otro.
O. Variables CMOS
En un sistema digital, la necesidad de alimentación adicionales a la de los componentes digitales, es un inconveniente.
Sistema de comunicación para Sensores
Por Hilos de transmisión
Telemedida vía radio
Ultrasonido, radiación, infrarroja ó Acoplamiento capacitivo e inductivo

Los tipos comunes de OA por el acondicionamiento de sensores son:
RC
LC
Cristal
Mayor estabilidad
F>100KHz
Estabilidad muy elevada
Colpitts
Hartley
Clapp
Frecuencia de Oscilación_Proporcional al voltaje externo.
¿ Que son los sensores Inteligentes ?
Aquel sensor que combina la función de detección y alguna de las funciones de procesamiento de la señal y comunicación.

Técnicas de Compensación Integrables
Se compensan interferencias y perturbaciones que afectan la señal de salida.

Mediante microprocesadores
Con sensores de temperatura.

Comportamiento
En un sistema de medida y control el sensor inteligente reduce la carga sobre los controladores lógicos programados.

CONVERSIÓN A FRECUENCIA O PERIODO
En los osciladores no se puede incorporar directamente ni los sensores generadores no incluidos en sistemas, ni los sensores que no se presenten como una impedancia variable. Una posibilidad para tener una salida en forma de frecuencia variable es acondicionar la salida del sensor hasta tener una frecuencia baja y aplicar esta a un convertidor tensión- frecuencia .

Convertidor corriente - frecuencia
Estos permiten realizar las siguientes operaciones:
MEDIDAS DE FRECUENCIA
Se realiza mediante un contador que cuente el número de ciclos de la señal de entrada mediante un periodo de tiempo conocido.

MEDIDAS DE PERIODO Y TIEMPO
Para bajas frecuencias es preferible y luego calcular la frecuencia. Se cuentan los impulsos de una señal de reloj conocida durante un intervalo de tiempo determinado

• CALCULOS Y COMPENSACIONES:
Consideramos interfaz directa a aquella que no utiliza un conversor analógico-digital. Se utiliza principalmente para:

sensores convencionales.
sensores integrados
sensores “inteligentes”

INTERFACES DIRECTAS SENSOR-MICROCONTROLADOR
Realiza cálculos y compensaciones con facilidad. Permite sumar o restar dos frecuencias que se miden simultáneamente

• MEDIDAS DE VELOCIDAD

Se mide las frecuencias de los impulsos de entrada, se debe garantizar que el tiempo de medida sea suficientemente breve para poder detectar los cambios rápidos de velocidad.
¡ GRACIAS !
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