Topicos Selectos

Resumen de la práctica:

Introducción:

El propósito de esta práctica es calibrar la posición angular por medio de un capacitor variable.

Se requiere hacer el acondicionamiento de la señal de tal forma que se pueda linealizar y calibrar la pendiente y el offset. Es necesario construir un oscilador donde su frecuencia sea dependiente del capacitor o del potenciómetro. Se deberán adquirir los datos para su análisis por medio de una tarjeta de adquisición de hardware libre como es la tarjeta de Arduino (http://arduino.cc/es). Los errores que deberán calcularse son: error absoluto, error relativo, error de linelidad, error de histéresis, error de sensibilidad y error total del sistema. Se debe realizar un ajuste de curvas para obtener la pendiente (sensibilidad) y el cruce con la ordenada (offset).

Marco Teórico:

Un capacitor variable es un condensador cuya capacidad puede ser modificada intencionalmente de forma mecánica o electrónica. Son condensadores provistos de un mecanismo tal que, o bien tienen una capacidad ajustable entre diversos valores a elegir, o bien tienen una capacidad variable dentro de grandes límites. Los primeros se llaman trimmers y los segundos condensadores de sincronización, y son muy utilizados en receptores de radio, TV, etcétera, para igualar la impedancia en los sintonizadores de las antenas y fijar la frecuencia de resonancia para sintonizar la radio.

Figura 1.- Capacitor Variable.

Un Oscilador controlado por tensión o VCO (Voltage-controlled oscillator) es un dispositivo electrónico que usa amplificación, realimentación y circuitos resonantes que da a su salida una señal eléctrica de frecuencia proporcional a la tensión de entrada. Típicamente esa salida es una señal sinusoidal, aunque en VCOs digitales es una señal cuadrada.

Cuando la entrada es 0V, el VCO tiene una señal con una frecuencia llamada frecuencia libre de oscilación y ante variaciones de la entrada, sube o baja la frecuencia de su salida de forma proporcional.

Utiliza un VCO que dependa del valor del capacitor para variar su frecuencia puedes utilizar circuitos integrados (XR2206, LM565, LM566, LM555, etc).

Para recuperar la información de VCO puedes utilizar FVO (Frequency to Voltage Converter) existen diversos circuitos integrados diseñados para esta aplicación los mas conocidos y fáciles de encontrar son los LM2907.

Ejercicio 1.-

1. Diseñe un dispositivo para calibrar el desplazamiento angular mediante la variación de un capacitor mecánico o un potenciómetro, tome como ejemplo el esquema de la figura.

2. El sistema debe variar su desplazamiento dentro del rango de trabajo del sensor.

3. Muestre los valores de desplazamiento en cm y en pulgadas realice las conversiones necesarias.

4. Utilice una transportador como sistema de referencia

Figura 2.- Sistema de calibración de desplazamiento angular.

Realiza pruebas a tu capacitor o potenciómetro y llena la siguiente tabla:

Características del sensor

Valor mínimo

Valor máximo

Rango del sensor

Ecuación de transferencia del sensor

Realice 10 mediciones dentro del rango del sensor fabricado y llene la siguiente tabla ayudándose con una regla conocido como sistema de referencia.

No. Medición Desplazamiento Voltaje medido en el sensor Frecuencia

1

2

3

4

5

6

...