PRACTICAS DE INSTRUMENTACION

PRACTICAS DE INSTRUMENTACION

NOTA: Para ver las caractersticas de los elementos, ver APUNTES DE INTRODUCCIN A LA INSTRUMENTACIN.

PRACTICA CONTROL DE TEMPERATURA CON TERMISTOR

En la figura se indica primero como tener un voltaje de referencia ajustable de O a 100 mV. Se escoje un potencimetro de 10 K, una resistencia de 5 K y una fuente de +15 V, a fin de generar un voltaje ajustable en un rango entre O y 10 V. A continuacin conecte un divisor de voltaje de 100:1 (aproximadamente) que divida el rango de 0-10 V hasta el voltaje de referencia deseado de O a 100 mV. Nota: escjase la resistencia grande del divisor de 100 K que sea 10 veces mayor que la resistencia del potencimetro; con ello se evitan las cadas por carga en el ajuste de 0-10 V. En el circuito es posible realizar diseos para los voltajes de referencia muy rpido.

Una aplicacin prctica que utiliza un detector de nivel positivo es el interruptor activado por temperatura sonido que aparece en la figura. La fuente de seal Ei es un Termistor de disco y un circuito de alarma est conectado a la salida. El procedimiento para activar el interruptor de temperatura es:

1. Abra el interruptor de restablecimiento para pagar el SCR y la alarma.

2. En un ambiente a temperatura inicial, ajuste el control de sensibilidad hasta que Vo alcance Vsat.

3. Cierre el interruptor de restablecimiento. La alarma debe permanecer apagada.

Al incrementar la temperatura en el medio, se generar un voltaje de ca y ser captado por la entrada. La primera variacin positiva de Ei arriba de Vref impulsar el Vo hasta + Vsat El diodo conduce ahora un pulso de corriente prximo a 1 mA, a la compuerta (G) del rectificador controlado de silicio (SCR). En forma normal, las terminales A, nodo del SCR y K,

ctodo, actan como interruptor abierto, sin embargo, el pulso de corriente en la compuerta propicia que el SCR se encienda, y entonces las terminales de nodo y ctodo actan como interruptor cerrado.

PRACTICA SENSOR FOTOTRANSISTOR TIPO HERRADURA

Tensin De alimentacin 6 a 12 V.

Un LED emisor infrarrojo es alimentado con la tensin de la fuente directamente, Emitiendo radiacin sobre un fototransistor, la salida del fototransistor es llevada va potencimetro de ajuste a un amplificador operacional 741 montado en la forma de comparacin de tensin. La tensin de referencia esta dada por el divisor de resistencias R3 y R2, y el ajuste de ganancia esta dado por R4.

Cuando el fototransistor esta iluminado, la tensin en el cursor del potencimetro debe estar por encima de la tensin de referencia en el pin2 del circuito integrado.

Si el haz de radiacin infrarroja fuera interrumpido, con el pasaje de un objeto, la tensin en el cursor del potencimetro se reduce a un valor por debajo

de la tensin de referencia y con esto la tensin de salida del operacional caes prcticamente a cero.

El resultado es que el transistor Q2 es llevado prcticamente a saturacin energizando la bobina del rele.

PRACTICA SENSOR DE LUZ CON FOTORRESISTENCIA

Implementacin a sistema de display

Sistema automtico de iluminacin

Objetivo:

Es implementar un sistema de iluminacin automtico que dependiendo de la intensidad de luz detectada este se active. con la ventaja de que el usuario podr calibrar el sistema para que este vari con la intensidad de luz necesaria para el lugar de operacin.

Material:

LM324

5 Resistores 1 Preset 1 Amp. Op 741

1 Condensador cermico 1 Triac de potencia 1 Watt.

1 Foto resistor 1 Transistor efecto de campo NPN

1 Opt acoplador con Triac, 1 Preset 5 K, 1 Fotorresistencia

Funcionamiento:

El sistema detecta la intensidad de iluminacin por medio de un foto resistor el cual varia su resistencia interna, generando un diferencia de potencial, la cual es comparada con un voltaje de referencia, por el amp. Op., entre mayor sea la intensidad de luz menor ser el voltaje que se compare con el voltaje de referencia, por el contrario entre menor sea la intensidad de luz mayor ser el voltaje a comparar.

Una vez comparado este voltaje se acondiciona la seal con un transistor de efecto de campo, que al conducir activa el LED emisor de un opto acoplador, en Triac, conduciendo hacia el gatillo de un Triac de mayor potencia para controlar una lmpara o alarma de 120 VCA. El sistema del CI, 3162 y CI, 3161, proporcionan un acoplamiento con convertidor display 7 segmentos.

Este sistema permite que una seal analgica variable, se pueda visualizar digitalmente, suministrando la seal, al pin 11 o 10 dependiendo el caso.

Utilizando las caractersticas del CI oscilador, en la conexin de un disparo, atrvez de su terminal pin 2, habilitando un reley para manejo se seales de potencia.

PRACTICA CON SENSORES DE PRESION DE MEMBRANA

Los transductores de la serie 4100 estn basados en un elemento sensor piezorresistivo de silicio y un modulo electrnico para compensacin digital y acondicionamiento de la seal de salida. La compensacin digital permite errores de +/- 0.1 % del fondo de escala y temperaturas de trabajo de 25 C a + 85 C.

El circuito cuenta con Amp. OP., en la forma lazo abierto. Conectados en paralelo o flash, que tienen una entrada en escaln por el divisor de tensin, Al incrementar la presin en el dispositivo, aumenta su tensin de salida disparando cada escaln, encendiendo un LED indicando la presin.

PRACTICA CON SENSOR PIROELECTRICO RADIACIN

El piro elctrico PIR325, al detectar radiacin enva su nivel registrado hacia el CI 1A, que funciona como un integrador. La salida del CI 1B, se filtra y es comparada por los dos amplificadores operacionales CI 1C, y CI 1D, que estn en la forma detectores de ventana.

Realizada la comparacin de ventana habilitan el pin 4 del IC 2.

El IC 2 Doble multivibrador monoestable de precisin CD4538, .Su salida del pin 6 Q, habilita al transistor Q1 para activar un reley para manejar etapas de potencia grande.

PRACTICA ADAPTADOR PARA CONVERTIDOR ANLOGO / DIGITAL 0804

Si bien su nombre lo muestra como algo complicado este dispositivo no es mas que un termmetro.

El transistor 2N2222 hace las veces de sensor de temperatura. El amplificador operacional hace las veces de amplificador de instrumentacin. El funcionamiento de este circuito se basa en los cambios de resistencia que un transistor presenta ante la temperatura. Para ajustar el circuito basta con medir dos temperaturas extremas conocidas y ajustar las resistencias variables hasta lograr la medicin correcta. No es conveniente alejar mucho el transistor / sensor del circuito principal, para evitar que el sistema capte ruidos que puedan perturbar la medicin.

El amplificador operacional tiene conexin de comparador, el divisor de tensin compuesto por 3K9, 10K variable y 47 K, proporcionan el ajuste del control de la temperatura. La salida del Amp. Op., es acoplada a un convertidor anlogo / digital cuyo voltaje mximo de entrada anlogo es 2.5 V.

La salida digital se conecta a convertidor de 7 segmentos para colocar un display.

Con la Vref/2 (pin9) sin energa, la tensin que se obtiene de referencia en el interior del conversor es Vcc/2 los que no permite hacer un ajuste de escala fondo. El amplificador operacional tiene una relacin de ganancia de 10, formada por

Av = = 10

Para conseguir una conversin en continuo CS y RD deben de estar a 0., La patita INTR conectada a la entrada de WR. Esta INTR/WR conexin fuerza a 0 la patita de WR y asegura la operacin del circuito PinNombreFuncinLogica

1CS- Chip SelectHabilita el chipI / 0

2RD- Salida autorizadaLee la informacinI / 0

3WR- Start conversionIniciar conversinI / 0

4CLKINEntrada de reloj

5INTRIndicador fin conversinI / 0

6Vlts +Seal positiva analgica-0,3/16V

7Vlts -Seal negativa analgica0

8A GNDTierra analgica0

9Vref/21/2 mximo del Pin 6

10D GNDTierra digital

11/18DB7 a DB0Salidas digitalesI / 0

19CLK RSalidas reloj interno

20VccAlimentacinhasta 6,5V

PRACTICA DE ALARMA DE FALTA DE LUZ

PRACTICA DETECTOR DE FIERRO ALUMINIO

Detector de latas de aluminio o de fierro en un sistema automtico de recuperacin de aluminio. El circuito se basa en la operacin de los osciladores, ya que es capas de generar seales senoidales cuyas frecuencias y amplitudes se ajustan.

PRACTICA COMUNICACIN POR MEDIO DE LASER

Objetivo. Establecer comunicacin por medio de luz visible (lser).

La tecnologa del lser trata con la centracion de luz en rayos muy pequeos y poderosos. La palabra lser es un acrnimo que se seleccion para nombrar esa tecnologa cuando hubo un cambio de microondas a ondas de luz. (LIGHT AMPLIFICA TION BY STIMULA TED EMISSION OF RADIA TION ).

Aplicaciones del lser. Los lseres han sido dispositivos comnmente usados para aplicaciones comerciales e industriales. Los lseres se usan en las comunicaciones electrnicas, holografa, medicina, bsqueda de direcciones y fabricacin.

En las comunicaciones electrnicas, los lseres son usados en audio, radio y transmisin de televisin. Los rayos del lser tienen un ancho de banda muy angosto y son altamente direccionales.

Una vez construidos los circuitos con los componentes adecuados para que se establezca el enlace, tenemos que variar los presistores hasta lograr la mayor claridad en el momento de transmitir y recibir voz. Alejando el transmisor, en el caso del lser pueden lograrse algunas decenas de metros. Para lograr distancias de kilmetros se utiliza fibra ptica entre el transmisor y el receptor.

La seal es recogida por el Micrfono y enviada por el LED emisor haciendo el circuito transmisor, utilizando un simple CI Amp. Op., 741 en su forma de amplificador inversor. Ntese que el resistor variable de 100K es para ajustar la ganancia a enviar al LED.

La seal que recibe el circuito receptor compuesto por el fototransistor, tambin utiliza un Amp. Op., en su forma de inversor, para la ganancia de la seal recibida, Ntese que se utiliza un CI de Amp. Op., LM386 para hacer la amplificacin del altavoz o bocina.

OBJETIVO.-

Disear un detector de latas de fierro o aluminio por medio de un detector de ventana y un transductor inductivo.

MATERIAL.- 2 Capacitores de 82pF

1 Capacitor de 10nF, 22nF, 15 nF

1I Bobina de 120 mH

Resistencias 100K, 8.2K, 10K,

1 Cl LM324J 1 CI LM741

1 Res. Variable

1 buzzer

TEORA.- Osciladores. -

Los osciladores tienen cientos de aplicaciones. Muy pocos osciladores son lineales, pero muchos se pueden aproximar mediante ecuaciones lineales, para ciertos valores restringidos de los parmetros del sistema. Por ello los modelos lineales son tan populares y tan utilizados para representar procesos fsicos reales. Sin embargo, los osciladores lineales son bastante aburridos.

Los osciladores no lineales, por otra parte, constituyen modelos mucho ms realistas, y su comportamiento puede ser sorprendentemente complejo en muchos casos. La descripcin de osciladores no lineales requiere dos ecuaciones diferenciales de primer orden, o bien una ecuacin diferencial de segundo orden.

Los osciladores son elementos que generan seales de salida senoidales. La mayor parte de los osciladores son capaces de generar seales senoidales cuyas frecuencias y amplitudes son ajustables dentro de rangos especficos. Sin embargo tambin existen osciladores de frecuencias fijas.

Un oscilador tambin produce un voltaje de salida cuya magnitud va y viene entre valores positivos y negativos; la frecuencia de oscilacin esta controlada por los valores de los componentes elctricos que forman la parte oscilatoria del circuito. La oscilacin natural del voltaje se amplifica mediante un amplificador elctrico, y la seal amplificada resultante se utiliza como salida del oscilador. Pero una pequea parte de la salida amplificada es desviada y regresa a la parte oscilatoria del circuito (retroalimentacin).

a) Los seguidores /li y ^2 aumentan la resistencia de entrada del amplifica- h) Ganancia ajustable agregada al circuito de la figura 11.24a dor A diferencia! de entrada (sumador-restador)

Figura 11.24 Circuito amplificador de instrumentacin.

Cabe destacar el hecho de que no siempre es necesario estar ventilando con toda la potencia del motor un equipo ya que hay climas muy variados que van de muy frios a muy calientes, sobre todo en nuestro pais.

Ya estando a estas alturas nos podemos dar cuenta de que habr algunos otros campos de aplicacin para este sistema como puede ser el control de la temperatura de una habitacin de no importndole tamao de esta siempre y cuando se hagan los calculos pertinentes y claro se adapte el sistema para que pueda usar motores mas grandes o bien utilicen un equipo adecuado para ventilar bien una habitacin, controlado por este dispositivo.

Aunque para hacer mas prcticos lo ideal, seria colocarlo a un ventilador de pedestal o instalarlo a un ventilador de techo para que este solo se encienda por el nombre y regule su temperatura de acuerdo a la temperatura de la habitacin.

PROCEDIMIENTO.

El circuito mantendr una temperatura adecuada valindose de un Termistor, que no es otra cosa ms que una resistencia que varia su valor deacuerdo a la temperatura a la que esta se encuentre. El principio es simple si la temperatura sube entonces el ventilador o el motor contrarresta esto girando mas rpido esto lo hacve por que si la temperatura sube, el arreglo del circuito aumenta el voltaje.

Habr que cuidar de que la temperatura no tenga siempre al ventilador al mximo, esto es posible controlarlo o calibrarlo variando una resistencia de 2.7 kohm que ya se ver mas adelante.

EMBED PBrush

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a) Los seguidores /li y ^2 aumentan la resistencia de entrada del amplifica- h) Ganancia ajustable agregada al circuito de la figura 11.24a dor A diferencia! de entrada (sumador-restador)

Figura 11.24 Circuito amplificador de instrumentacin.

Ing. Carlos M. Ruvalcaba B.

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