Instrumentación e Sistemas para Control de Procesos

ÍNDICE

PRÁCTICA 1: ESTUDIO DE LA CONFIGURACIÓN NO INVERSORA DEL        

AMPLIFICADOR OPERACIONAL.        

OBJETIVO:        

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:        

Determinación de la frecuencia del polo        

Construcción del diagrama de Bode        

DATOS EXPERIMENTALES        

CONCLUSIONES:        

PRÁCTICA 2: CONSTRUCCIÓN DE UN TERMÓMETRO EMPLEANDO COMO SENSOR UNA RTD        

OBJETIVO:        

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:        

Diseñar el termómetro. Construcción del puente de Wheatstone.        

Amplificación de la señal y conversión A/D        

Construir un termómetro virtual en LabView.        

DATOS EXPERIMENTALES:        

CONCLUSIONES:        

PRÁCTICA 3: CONSTRUCCIÓN DE UN TERMÓMETRO EMPLEANDO COMO SENSOR UN TERMOPAR.        

OBJETIVO:        

MONTAJE Y PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:        

Procedimiento de construcción        

DATOS EXPERIMENTALES:        

CONCLUSIONES:        

PRÁCTICA 4: TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN        

OBJETIVO:        

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:        

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:        

CONCLUSIONES:        

PRÁCTICA 1: ESTUDIO DE LA CONFIGURACIÓN NO INVERSORA DEL

AMPLIFICADOR OPERACIONAL.

OBJETIVO:

Se estudiará el comportamiento de la configuración no inversora de un amplificador operacional comercial (AO). Se utiliza para el estudio el amplificador μA741. Se estudiarán dos configuraciones amplificadoras distintas con ganancias separadas al menos por un orden de magnitud.

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Para el estudio de la configuración no inversora, se monta el circuito representado en el siguiente esquema: [pic 1]

Figura 1. Esquema del circuito.

Como se indicó anteriormente el amplificador operacional usado es el μA741, que se representa en el siguiente esquema:[pic 2]

Figura 2.Esquema del amplificador operacional.

Siguiendo la figura 2 cada pin del amplificador se conectará a donde corresponda. El amplificador será alimentado con una fuente de [pic 3]15 V, conectada a los pin 4 y 7.

        Inicialmente se seleccionan las resistencias adecuadas para obtener las dos ganancias separadas al menos un orden de magnitud.

La ganancia del circuito viene dada por la ecuación:

                                                   [pic 4]                                                              [1]

Las dos configuraciones que se van a estudiar tendrán unas ganancias teóricas en el rango de 10 V/V y 100 V/V, respectivamente. Por lo tanto las resistencias utilizadas serán en para ambas configuraciones:

Configuración 1  R1 = 10kΩ  y  R2 = 100kΩ  

        Substituyendo en la fórmula anterior la ganancia sería:

[pic 5]

        Midiendo los valores reales de las resistencias se obtuvo que R1 = 9,94kΩ  y  R2 = 100,1kΩ. Por lo tanto el valor de la ganancia con estos valores sería:

[pic 6]

Configuración 2 R1 = 1kΩ  y  R2 = 100kΩ

                En esta configuración se realiza el mismo procedimiento, obteniendo como valor de ganancia:

[pic 7]

Este valor está dentro del rango y separada de la configuración 1 en un orden de magnitud.

Midiendo los valores reales de las resistencias se obtuvo que R1 = 0,996kΩ  y  R2 = 100,1kΩ. Por lo tanto el valor de la ganancia con estos valores sería:

[pic 8]

Determinación de la frecuencia del polo

        Antes de realizar el barrido de frecuencias que indica la práctica, se busca la frecuencia del polo (f0). Teniendo en cuenta que la frecuencia en el polo cae 3dB respecto a la ganancia en continua a bajas frecuencias, se miden las tensiones de entrada y salida para bajas frecuencias y se calcula la ganacia experimental con la siguiente fórmula:

[pic 9]                                                                  [2]

Conocido este valor, se tiene que cumplir que, operando sobre esta expresión.

[pic 10]

[pic 11]

        Si se mantiene el valor de entrada constante la frecuencia del polo será a  la frecuencia que a la salida valga:

[pic 12]

Para la primera configuración, donde ACL=11, el valor de f0 se calcularía de la siguiente forma:

[pic 13]

Manteniendo la Ventrada constante en 0,4 V se busca el valor de frecuencia correspondiente al valor de Vsalida de 3,52V. Este valor es de 99600 Hz, por lo tanto f0= 99,6 KHz.

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