Laboratorio #2

Universidad Nacional Experimental Politécnica

"Antonio José de Sucre"

Vice-rrectorado Puerto Ordaz

Departamento de Ingeniería Electrónica

ACONDICIONAMIENTO DE SENSORES

Azócar Elías

Cayones Marilyana

Granado Angel

Velásquez Verónica

Introducción

A continuación se analizará la importancia del amplificador de instrumentación como interfaz para sensores a partir de los errores de cero, de ganancia y de linealidad que arroje.
Se realizarán medidas experimentales al sensor termistor RS 256-073 y termorresistencia RS 341-452, con un circuito posteriormente explicado y se compararán los resultados de las experiencias con las medidas teóricas y se establecerán notas y conclusiones de ellas.

Objetivos
Analizar la importancia del amplificador de instrumentación como interfaz para sensores.
Calcular los errores obtenidos diferenciando el de cero, ganancia y no linealidad.

Fundamento teórico
Los sensores más abundantes basados en la variación de la resistencia eléctrica de un dispositivo son los más abundantes, debido a que muchas magnitudes físicas afectan al valor de la resistencia eléctrica de un material.
De los sensores para medir temperatura más usados se encuentran los termistores y termorresistencias, siendo el termistor un semiconductor que varía el valor de su resistencia eléctrica en función de la temperatura, (Thermally sensitive resistor), (Resistor sensible a la temperatura en inglés). Existiendo dos clases de termistores: NTC (si su resistencia es inversamente proporcional a la temperatua) y PTC (si su resistencia aumenta con la temperatura). Por su parte la termorresistencia trabaja según el principio de que en la medida que varía la temperatura, su resistencia se modifica, y la magnitud de esta modificación puede relacionarse con la variación de temperatura.

Descripción del circuito propuesto
Se debe primero determinar el margen de medida del sistema.
Luego se calculan los valores de las variables asignadas a los porcentajes establecidos, (0 %, 25%, 50%, 75%, 100% del margen de medida).
Proceder a medir la variable desde el valor mayor al menor, registrando los resultados en la tabla.
El montaje para ambos sensores es una configuración del puente de wheatstone.

Procedimiento experimental.
Se procede a medir las variaciones de tensión para cada sensor variando la temperatura desde 0°C a 100°C y se procede a llenar la tabla siguiente.
Medidas obtenidas.
Medidas para el termistor

Medidas para la termorresistencia

Cálculo de errores.

Análisis de errores.
Error de cero:
Es la desviación de la salida del sistema del cero cuando no hay entrada. Se alcanzaron bajas temperaturas pero no menores a 3°C y las tensiones de salida de ambos circuitos no fue lo suficientemente baja, sin embargo, aunque hubiese sido menor a 1 voltio no es posible medir el error en 0°C.
Error de linealidad:
Con la gráfica de medida de temperatura experimental vs temperatura patrón se aproxima la relación con una recta de regresión de los mínimos cuadrados, calculando el coeficiente de correlación para ambos sensores dando como resultado una recta para ambos sistemas mostrando una mejor linealidad para el termistor, es decir, el circuito es lineal. Por ende, se puede decir que el error de linealidad es casi nulo aunque haya un error pero muy pequeño.
Error de ganancia:
Es el aumento de la desviación con respecto al aumento de la entrada de los sensores en la recta de regresión. El error aumenta mientras aumenta la temperatura.

Conclusión
El puente de wheatstone corrigió el error de linealidad en los sensores y cabe destacar que se usó un amplificador de instrumentación para la medición por deflexión.
El circuito para el termistor mejora la linealidad en la salida del circuito pero es menos sensible; debido a los rápidos cambios de voltaje en la salida del sistema
Recomendación.
Tomar en cuenta la tolerancia de las resistencias y el tipo de potenciómetros a utilizar, preferiblemente usar potenciómetros de precisión.