Trabajo Sensores u2

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SENSORES II UNIDAD. TAREA DE ESTUDIO I. CONTESTE LAS SIGUIENTES CUESTIONES 1. DEFINA INSTRUMENTO ANALÓGICO El instrumento analógico es aquel que para procesar y calcular la variable medida, utiliza directamente la señal tal cual es, ejemplo: Los instrumentos que indican valores con agujas, numeración mecánica ejemplo.- amperímetro. El nombre de análogos se deriva de que se realiza una “analogía” eléctrica del fenómeno físico con el cual están relacionados. 2. LOS VALORES ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS, ASÍ COMO LOS NEUMÁTICOS QUE SE UTILIZAN EN INSTRUMENTACIÓN ELÉCTRICOS/ELECTRÓNICOS NEUMÁTICOS 4 a 20 mA DC 0 a 20 mA DC 1 a 5 V DC 0 a 10 V DC -10 a 10 V DC 3 a 15 psi 0.2 a 1 Kg/cm 2 3. LOS VALORES ESTÁNDAR ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS, ASÍ COMO LOS NEUMÁTICOS QUE SE UTILIZAN EN INSTRUMENTACIÓN Los valores estándar más utilizados en la industria para la instrumentación son las señales analógicas de 4 a 20 mA DC y de 0 a 10 V en los sistemas eléctricos/electrónicos, y para los sistemas neumáticos y electromecánicos es de 3 a 15 psi. 4. ¿QUÉ ES UN SENSOR? Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra

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I. CONTESTE LAS SIGUIENTES CUESTIONES1. DEFINA INSTRUMENTO ANALGICOEl instrumento analgico es aquel que para procesar y calcular la variable medida, utiliza directamente la seal tal cual es, ejemplo: Los instrumentos que indican valores con agujas, numeracin mecnica ejemplo.- ampermetro. El nombre de anlogos se deriva de que se realiza una analoga elctrica del fenmeno fsico con el cual estn relacionados.

2. LOS VALORES ELCTRICOS Y ELECTRNICOS, AS COMO LOS NEUMTICOS QUE SE UTILIZAN EN INSTRUMENTACINELCTRICOS/ELECTRNICOSNEUMTICOS

4 a 20 mA DC 0 a 20 mA DC 1 a 5 V DC 0 a 10 V DC -10 a 10 V DC

3 a 15 psi 0.2 a 1 Kg/cm2

3. LOS VALORES ESTNDAR ELCTRICOS Y ELECTRNICOS, AS COMO LOS NEUMTICOS QUE SE UTILIZAN EN INSTRUMENTACIN

Los valores estndar ms utilizados en la industria para la instrumentacin son las seales analgicas de 4 a 20 mA DC y de 0 a 10 V en los sistemas elctricos/electrnicos, y para los sistemas neumticos y electromecnicos es de 3 a 15 psi.

4. QU ES UN SENSOR?

Unsensoro captador, como prefiera llamrsele, no es ms que un dispositivo diseado para recibir informacin de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente elctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular.Entre los sensores y actuadores analgicos se tienen:SENSORES DE ENTRADA Termopares RTDs Sensores de nivel Sensores de presin Sensores de flujo Sensores de humedad Sensores de PH Sensores de peso Sensores de desplazamiento Sensores de velocidad Entre otros

5. QU ES UN ACTUADOR?

Unactuadores un dispositivo capaz de transformar energa hidrulica, neumtica o elctrica en la activacin de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o controlador y en funcin a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una vlvula.ACTUADORES DE SALIDA Servomotores de corriente continua y alterna Servomotores neumticos e hidrulicos Variadores de velocidad Arrancadores suaves Drivers Equipos de electrnica de potencia

6. QU ES UN TRANSDUCTOR?

Un transductor es un dispositivo que convierte una seal de un tipo de energa en otra.

7. QU ES UN ACONDICIONAMIENTO DE SEALES?

Los acondicionadores de seal son unos dispositivos que convierte un tipo de seal electrnica en otro tipo de seal. Su uso principal es convertir una seal, que puede ser difcil de leer por la instrumentacin convencional, en un formato ms fcil de leer. Al realizar esta conversin, puede tener lugar una serie de funciones.

8. MENCIONE ALGUNOS EJEMPLOS DE ACONDICIONAMIENTO DE SEAL

Proteccin para evitar el dao al siguiente elemento Convertir una seal en un tipo de seal adecuado (ejemplo: convertir una seal de voltaje de CD a otra seal de corriente o de presin) Obtencin de un nivel adecuado de la seal (ejemplo: amplificacin de una seal para que pueda ser leda y procesada) Eliminacin o reduccin de ruidos (ejemplo: filtros) Manipulacin de seales (ejemplo: convertir una seal variable en una funcin lineal)

9. QU ES UN AMPLIFICADOR OPERACIONAL?

El amplificador operacional es un dispositivo lineal de propsito general el cual tiene capacidad de manejo de seal desdef=0 Hzhasta una frecuencia definida por el fabricante.El amplificador operacional es un amplificador de alta ganancia de CD y se encuentra disponible como un circuito integrado (CI) de silicio.Consta de dos entradas: Inversora (-) No inversora (+)La salida depender de cmo se realicen las conexiones de las entradas.

10. DIBUJE LA CONFIGURACIN DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL LM741

(-)(+)+Vcc-VccSalida

11. QU ES GANANCIA DE VOLTAJE?La ganancia de voltaje (Av) es una magnitud que expresa la relacin entre la amplitud de una seal de salida respecto a la seal de entrada. Por lo tanto, la ganancia es unamagnitud adimensional. En el caso de los amplificadores operacionales, es la relacin de voltaje de salida con respecto al voltaje de entrada:

12. CMO ES LA CONFIGURACIN LAZO ABIERTO EN UN AMPLIFICADOR OPERACIONAL? EJEMPLOS

Esta ganancia es aquella que tiene elamplificadoroperacionalcuando no existe ningn camino de realimentacin entre la salida y alguna de las dos entradas.

13. CMO ES LA CONFIGURACIN LAZO CERRADO EN UN AMPLIFICADOR OPERACIONAL? EJEMPLOS

14. ESQUEMATICE EL DIAGRAMA DE LOS SIGUIENTES AMPLIFICADORES Y CMO SE OBTIENE EL VOLTAJE DE SALIDA DE CADA UNO AMPLIFICADOR INVERSOR

AMPLIFICADOR NO INVERSOR

AMPLIFICADOR SUMADOR INVERSOR

AMPLIFICADOR RESTADOR

AMPLIFICADOR DIFERENCIAL

AMPLIFICADOR INTEGRAL

15. QU ES UN AMPLIFICADOR PARA INSTRUMENTACIN?Un amplificador de instrumentacin es un amplificador de seales de bajo nivel que se emplea en el control de procesos o en aplicaciones de medicin y se vende en unidades de un solo paquete. Es uno de los circuitos de amplificadores operacionales ms tiles y verstiles para medidas de precisin y control de procesos. Es llamado Amplificador para instrumentacin (AI) a casusa de su extendido uso en sistemas de medicin. Aplicaciones usuales de AI incluyen amplificadores de aislamiento, amplificadores de termopar y sistemas de adquisicin de datos.El amplificador de instrumentacin es una prolongacin del amplificador diferencial en cuanto que amplifica la diferencia entre sus seales de entradaEl voltaje de salida viene dado por la siguiente expresin:

La ganancia de voltaje es:

El diagrama del amplificador de instrumentacin se muestra en la siguiente figura

a) Amplificador para instrumentos con resistencia RG para ajustar ganancia b) circuito esquemticoEl AI tiene tres caractersticas principales: La ganancia de voltaje es ajustada por una resistencia externa RG. La impedancia de entrada de ambas entradas es muy alta y no vara al ajustarse la ganancia La salida vo depende de la diferencia entre las entradas v1 y v2, no del voltaje comn a ellas.

II. EJERCICIOS AMPLIFICADORES OPERACIONALESECUACIONES

EJERCICIOS1)

2)

3)

4)

5) Si el voltaje de entrada es 4 v y se requiere que el voltaje de salida sea -2 v, cual es el diagrama, y establezca valor de resistencia de retroalimentacin y de entrada.6) Si el voltaje de entrada es 4 v y se requiere que el voltaje de salida sea 2 v, cual es el diagrama, y establezca valor de resistencia de retroalimentacin y de entrada. Aqu entra el concepto de conexiones en cascada.

7)

Para v1=10v, V2=15v, R1=2K, R2=10k, determinar Vo

8) Determine el valor de la ganancia de voltaje para los siguientes amplificadores, y mencione el tipo de amplificador.SENSORES II UNIDAD. TAREA DE ESTUDIO

9) Se tiene un voltaje de entrada de 20v y se requiere una salida de 10v, disee un amplificador (o amplificadores) que cumpla con estas especificaciones.10) Disee un amplificador de manera tal que el voltaje de entrada sea -1v y su salida sea de 1v?11) Disee un amplificador que tenga una ganancia de voltaje de 3. Su voltaje de entrada ser de 5v y su voltaje de salida ser igual a 15v.

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Hayt, William H.(2007)Anlisis de circuitos en ingenieraISBN: 978-970-10-6107-7D.F. y la provinciaMxicoMc Grawl Hill Interamericana

Boylestad, Robert L.(2008)Introduccin al anlisis de circuitos ISBN: 9702604486D.F. y la provinciaMxicoPearson Educacin de Mxico

Charles K. AlexanderMatthew N. O. Sadiku2006Fundamentos de circuitos elctricosMcGraw-Hill