amplificadores de potenciaBASCULA DIGITAL DE CUANTIFICACION
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MONTAJE - BASCULA DIGITAL DE CUANTIFICACION
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| La mayoría de las señales de interés práctico, como intensidad luminosa, las señales de voz, señales biológicas, temperatura, presión, humedad, sísmicas y de distintos tipos de comunicación, así como las señales de audio y video, son analógicas, por lo que para poder procesarlas, es necesario convertirlas a un formato digital, esto es, transformarlas en una secuencia de números de "precisión finita". Veremos cómo es una "báscula electrónica dgital" capaz de convertir una señal analógica en una serie de bits cuantificados. | |
| - DESARROLLO | |
| El presente artículo tiene la intensión de mostrar al lector cómo las cantidades de caulquiera de las variables de; temperatura, humedad, intensidad luminosa y presión, a través de un simple circuito pueden convertirse en una serie de bits para procesarlas y desplegarlas a través de un conjunto de leds. Si el lector desea utilizar el integrado CA3162 que es un convertidor analógico a digital con un display de 3 dígitos, en el siguiente artículo se mostrará una aplicación para dicho integrado CA3162. Primeramente se utilizará el circuito puente de Wheatstone tal como se muestra en la figura 1. |
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En donde podemos ver que la diferencia de potencial entre los puntos A y D es la misma que la de la fuente de voltaje, y la diferencia de potencial entre los puntos D y C estará dad por
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| De tal manera que cuando R4 (que en nuestro caso se trata de una "galga resistiva extensiométrica" o cualquier conversor o sensor del parámetro que deseamos cuantificar) sea igual a todas las demás resistencias del puente, estará completamente en equilibrio dicho puente, porque la diferencia entre la caída de VDC y VBD será cero y la corriente que existe entre los nodos B y C también será cero. Y se tomará como punto de referencia (Setpoint), para los futuros valores de voltaje que arroje dicho puente, junto con el amplificador operacional configurado como restador. NOTA: La galga extensiométrica es un dispositivo comunmente usado en pruebas y mediciones mecánicas. La galga más común, la galga extensiométrica de resistencia, consiste de una matriz de bobinas o cable muy fino el cual varía su resistencia linealmente dependiendo de la carga aplicada al dispositivo. Cuando se usa una galga extensoimétrica, se "pega la galga directamente al dispositivo bajo prueba", aplica fuerza y mide la carga detectando los cambios en la resistencia. Las galgas extensiométricas también son usadas en sensores que detectan fuerza, aceleración, presión y vibración. En el momento en que el valor de R4 empiece a aumentar o disminuir según sea el caso, observaremos cómo la caída de voltaje entre los nodos D, C, y B, D será diferente, es decir, (VDC- VBD PI 0) por lo que el Opam substractor empezará dar algunas lecturas de voltaje, tal como se muetra en la figura 2. Donde R4, R5, R6 y R7 tienen el mismo valor. Una vez que se ha obtenido el voltaje analógico que representa a la variable física de Presión, procederemos a utilizar un ADC de 8 bits, para digitalizar los valores analógicos de voltaje tal como se muestra en la figura 3 que consiste en un circuito completo de digitalización de una señal analógica. |
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| NOTA: Se recomienda hacer uso del ADV0804 ya que es un convertidor muy comercial. Observaremos que la cantidad física de un inicio (Presión) se puede expresar en valores analógicos y digitales, al ser utilizado un convertidor ADC0804. Cabe mencionar que es de suma importancia sobre todo para lectores que estén cusando alguna de las carreras de Ingeniería Electrónica o Ingeniería en Control y Automatización que este artículo los apoyará tanto para el concepto práctico como para el teórico de lo que es el teorema de Nyquist cuya condición es que para convertir una señal analógica en valores finitos digitales se debe muestrear el doble de la frecuencia máxima es decir: |
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| De lo contrario se puede presentar un efecto llamado Aliasing, y este efecto realmente no contribuye en nada para la digitalización de nuestra variable que es la Presión. Por último, en la figura 4 damos la representación gráfica de una galga resistiva extensiométrica. | |
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