lvdt_informe

7/30/2019 lvdt_informe

1/17

TEMA: Acondicionamiento de seal de un LVDT

1. OBJETIVOS1.1 OBJETIVO GENERAL

Implementar el Acondicionamiento de seal adecuado de un sensorLVDT

1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS Investigar el funcionamiento de un LVDT Disear el circuito para acondicionar la seal de un LVDT. Analizar los resultados obtenidos en la practica

2. RESUMENEl LVDT indica la direccin de desplazamiento debido a que las salidas de losdos bobinados secundarios se encuentran balanceadas mutuamente. Losbobinados secundarios en un LVDT se conectan en sentido opuesto.

se le conoce frecuentemente en el mbito de la electrnica y otras ramas dela fsica aplicada), es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad yelectrnica, capaz de almacenarenerga sustentando un campo elctrico.

En el rectificador para instrumentacin de onda completa, para lograr obteneruna salida totalmente rectificada, se ponen unos elementos adicionales alrectificador de media onda que ya se conoce

3. ABSTRACThe LVDT indicating the direction of displacement because the outputs of thetwo secondary windings are mutually balanced. The LVDT secondary windingsare connected in an opposite direction.is referred to frequently in the field of electronics and other branches of appliedphysics), is a passive device, used in electricity and electronics, capable ofstoring energy sustaining an electric field.In the rectifier for full-wave instrumentation, in order to obtain an output fullyrectified, additional elements are placed at the half-wave rectifier is alreadyknownThe LVDT indicating the direction of displacement because the outputs of thetwo secondary windings are mutually balanced. The LVDT secondary windingsare connected in an opposite direction.
http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_aplicadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Componente_pasivohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Componente_pasivohttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_aplicadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica


2/17

is referred to frequently in the field of electronics and other branches of appliedphysics), is a passive device, used in electricity and electronics, capable of

storing energy sustaining an electric field.In the rectifier for full-wave instrumentation, in order to obtain an output fullyrectified, additional elements are placed at the half-wave rectifier is alreadyknown

4. MARCO TERICO

LVDT

El transformador diferencial variable lineal es un dispositivo de censado deposicin que provee un voltaje de salida de CA proporcional aldesplazamiento de su ncleo que pasa a travs de sus arrollamientos. LosLVDTs proveen una salida lineal para pequeos desplazamientos mientras elncleo permanezca dentro del bobinado primario. La distancia exacta esfuncin de la geometra del LVDT.

El LVDT indica la direccin de desplazamiento debido a que las salidas de losdos bobinados secundarios se encuentran balanceadas mutuamente. Losbobinados secundarios en un LVDT se conectan en sentido opuesto. Ascuando el mismo campo magntico variable se aplica a ambos bobinadossecundarios, sus voltajes de salida tienen igual amplitud pero diferente signo.Las salidas de los bobinados secundarios se suman, simplemente conectandolos bobinados secundarios a un punto comn de centro.A una posicin de equilibrio (generalmente cero desplazamiento) se produceuna seal de salida igual a cero.L a seal inducida de CA es entonces demodulada para producir un voltaje

de CC que sea sensible a la amplitud y a la fase de la seal de CA producida.


3/17

A continuacin se muestra un diagrama de la relacin entre la seal deentrada del bobinado primario, el ncleo magntico y al seal de salida.

Las aplicaciones industriales que requieren llevar a cabo medidas de posicinde alta precisin, con muy bajos rangos de medida y a frecuencias mediashacen uso de sensores de desplazamiento inductivo o LVDTs.Los sensores de desplazamiento inductivos ofrecen ventajas de medida talescomo una resolucin infinita y un elevadsimo tiempo de vida debido a latecnologa sin contacto de la que hace uso, no producindose desgaste en elelemento sensible.lava Ingenieros propone soluciones que se adaptan a duros entornosindustriales, mltiples rangos de medida, diferentes precisiones y con variasopciones de salida elctrica.

Caractersticas: Rangos de medida desde 0.25mm hasta 470mm Precisiones de medida hasta 0.1%FS Frecuencias de trabajo hasta cientos de Hz Salidas elctricas configurables (420mA, 010V, 10V, AC) Alimentacin AC DC Sensores sumergibles Entornos ATEX Bajo coste (aplicaciones OEM)


4/17

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA

En el rectificador para instrumentacin de onda completa, para lograr obteneruna salida totalmente rectificada, se ponen unos elementos adicionales alrectificador de media onda que ya se conoce

En el rectificador de media onda, en el ciclo positivo de la entrada, el diodo 2no conduce, y no se obtiene la seal a la salida.

En el diagrama la resistencia Ra esta conectada entre la entrada Ven y laentrada no inversora del segundo operacional.

La salida del segundo operacional entonces entrega una seal negativa (Elsemiciclo positivo de la seal de entrada se invierte una vez)

Tambin la seal de salida del primer operacional se aplica a la entrada delsegundo operacional. En este caso el semiciclo negativo de la seal deentrada se invierte en el primer operacional y se vuelve a invertir en elsegundo. Y el ciclo se vuelve a repetir. De esta manera se obtiene unrectificador de onda completa.
http://www.unicrom.com/Tut_resistencia.asphttp://www.unicrom.com/Tut_resistencia.asp


5/17


6/17

Consumo de corriente muy bajo (500 A) independiente de laalimentacin.

Bajo offset de voltaje de entrada (2mV). El rango de voltaje de entrada en modo comn incluye masa. El rango de voltaje diferencial en la entrada es igual al voltaje de

alimentacin. Excursin mxima del voltaje de salida: desde 0V hasta V+ - 1,5V.

Diagrama de conexin

TOLERANCIA DE LAS RESISTENCIAS

La tolerancia de una resistencia / resistor es un dato que nos dice que tanto(en porcentaje) puede variar el valor de la resistencia (hacia arriba o haciaabajo) de su valor indicado.

Valores tpicos de tolerancia son 5%, 10% y 20%, pero tambin hay de 0.1%,0.25%, 0.5%, 1%, 2%, 3% y 4%.

La representacin de la tolerancia en un resistor se puede ver en el cdigo de

colores de las resistencias

Ejemplo: un resistor de 1000 ohmios con una tolerancia del 10% puede tener unvalor entre 900 y 1100 ohmios.

Valores normalizados de las resistencias

Los valores comunes de resistencias son: 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7,5.6, 6.8, 8.2, etc., todas ellas x 10n, donde n = 0, 1,2, 3, 4, 5,6.

A continuacin se presentan los valores normalizados de stas para diferentes

casos de tolerancia.


7/17

CAPACITOR

Un condensador (en ingls, capacitor

nombre por el cual se le conocefrecuentemente en el mbito de la electrnica y otras ramas de la fsicaaplicada), es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrnica,capaz de almacenarenerga sustentando un campo elctrico. Est formadopor un par de superficies conductoras, generalmente en forma de lminas oplacas, en situacin de influencia total (esto es, que todas las lneas de campoelctrico que parten de una van a parar a la otra) separadas por un materialdielctrico o por el vaco. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial,adquieren una determinada carga elctrica, positiva en una de ellas ynegativa en la otra, siendo nula la variacin de carga total.

Aunque desde el punto de vista fsico un condensador no almacena carga nicorriente elctrica, sino simplemente energa mecnica latente; al serintroducido en un circuito se comporta en la prctica como un elemento
http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9shttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_aplicadahttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_aplicadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Componente_pasivohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Influencia_totalhttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADneas_de_campohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuitohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Diel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADneas_de_campohttp://es.wikipedia.org/wiki/Influencia_totalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Componente_pasivohttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_aplicadahttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_aplicadahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_ingl%C3%A9s


8/17

"capaz" de almacenar la energa elctrica que recibe durante el periodo decarga, la misma energa que cede despus durante el periodo de descarga.

FUNCIONAMIENTO DEL CAPACITOR

La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia depotencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidadla llamada capacidad o capacitancia. En el Sistema internacional deunidades se mide en Faradios (F), siendo 1 faradio la capacidad de uncondensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio,estas adquieren una carga elctrica de 1 culombio.

La capacidad de 1 faradio es mucho ms grande que la de la mayora de loscondensadores, por lo que en la prctica se suele indicar la capacidad enmicro- F = 10-6, nano- nF = 10-9 o pico- pF = 10-12 -faradios. Los condensadores

obtenidos a partir de supercondensadores (EDLC) son la excepcin. Estnhechos de carbn activado para conseguir una gran rea relativa y tienenuna separacin molecularentre las "placas". As se consiguen capacidades delorden de cientos o miles de faradios. Uno de estos condensadores se incorporaen el reloj Kinetic de Seiko, con una capacidad de 1/3 de Faradio, haciendoinnecesaria la pila. Tambin se est utilizando en los prototipos deautomvileselctricos.

El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguientefrmula:

en donde:

: Capacitancia

: Carga elctrica almacenada en la placa 1.

: Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2.
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacitanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_internacional_de_unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_internacional_de_unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Faradiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Culombiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Faradiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Supercondensadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/EDLChttp://es.wikipedia.org/wiki/Carb%C3%B3n_activadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Relojhttp://es.wikipedia.org/wiki/Seikohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pila_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3vilhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pila_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Seikohttp://es.wikipedia.org/wiki/Relojhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carb%C3%B3n_activadohttp://es.wikipedia.org/wiki/EDLChttp://es.wikipedia.org/wiki/Supercondensadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Faradiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Culombiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Faradiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_internacional_de_unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_internacional_de_unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacitanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


9/17

5. MATERIALES Un protoboard Cable UTP Amplificadores operacionales LM358 2 diodos 1 Capacitor de 10uF 9 resistencias de 10k 1 resistencia de 5k 1 resistencia de 5.18 k 1 resistencia de 37.4 k Modulo de la LVDT6. DESARROLLO

Datos tomados

desplazamiento[mm] voltaje salidaVpp[V]

0,00 12,000,50 12,001,00 12,201,50 12,402,00 12,502,50 12,703,00 12,703,50 13,004,00 13,004,50 13,105,00 13,305,50 13,006,00 12,706,50 12,707,00 12,507,50 12,508,00 12,408,50 12,409,00 12,009,50 11,90

10,00 3.110,50 11,7011,00 11,5011,50 10,9012,00 10,90


10/17

F=2.5kHz

Acondicionamiento de la seal

10mm 2.18V 3.1Vpp

21mm 4.25V 6.25Vpp

12,50 10,5013,00 10,0013,50 9,90

14,00 9,5014,50 9,2015,00 8,9015,50 8,6016,00 8,4016,50 8,0017,00 7,8017,50 7,7018,00 7,2018,50 7,00

19,00 6,9019,50 6,7020,00 6,4020,50 6,4021,00 6.2521,50 6,1022,00 5,9022,50 5,90


11/17

( )

( )

( )

()()

Asumo R1=10k

()


12/17

Circuito simulado

Circuito Real


13/17

Especificaciones

Utilizamos resistencias del mismo valor para que no afecte en laganancia Utilizamos LM358 ya que consta de dos amplificadores operacionales

independientes, de alta ganancia, y frecuencia interna compensada,tambin se utiliza una sola fuente de alimentacin simple.

Realizamos un rectificador de onda completa para lograr obtener unasalida totalmente rectificada

Utilizamos un capacitor de 10uF yq que es mas eficiente al momento dealmacenar la energa elctrica que recibe durante el periodo de carga,la misma energa que cede despus durante el periodo de descarga.

Realizamos el acondicionamiento con potencimetros de precisinpara que el valor de voltaje a la salida sea exacto

7. ANALISIS DE RESULTADOONDAS SIMULADAS

LVDT

RECTIFICADA
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica


14/17

CONTINUA

ACONDICIONADA

ONDAS REALES

LVDT


15/17

RECTIFICADA

CONTINUA

ACONDICIONADA


16/17

8. CONCLUSIONES Mediante el LVDT podemos realizar censado de posicin que provee un

voltaje de salida de CA proporcional al desplazamiento de su ncleo Para poder convertir una seal alterna a continua debemos realizar un

rectificador de onda completa y un filtro.

9. RECOMENCIONES Debemos polarizar correctamente los amplificadores operacionales Calcular correctamente los valores de la resistencia al momento de

realizar el acondicionamiento

Utilizar potencimetros de precisin para el acondicionamiento Tomar los valores reales de voltaje continuo para poder realizar el

acondicionamiento

10.BIBLIOGRAFA F:\INSTRUMENTACION1\Tut_resistencia_tolerancia_valores_normalizados.

asp.htm

F:\INSTRUMENTACION1\lm358.htm F:\INSTRUMENTACION1\amplificador-operacional-rectificador-onda-

completa-2074.html

F:\INSTRUMENTACION1\Transformador_diferencial_de_variacin_lineal.htm


17/17

Circuitos electrnicos discretos e integrados de Donald L. Schilling-Charles Belove

lvdt_informe

Documents