Elementos de Medición y Control

Circuitos de medida por el método de deflexión

Ejemplo 1.

Un ejemplo del método por deflexión puede ser por medio de lectura doble, este consiste en colocar una resistencia conocida y estable en serie con el sensor resistivo y de esta manera, tomar lecturas de voltaje en cada resistencia.

Las ecuaciones que rigen el comportamiento de este circuito son:

Para obtener la ecuación de Rx debemos empezar haciendo el cociente de los voltajes Vx y Vs:

Y posteriormente, despejamos Rx y obtenemos:

Por lo tanto, para hallar el valor de Rx se debe tener en cuenta el valor de la resistencia conocida Rs y la relación de los voltajes Vx y Vs.

Ejemplo 2.

Otro ejemplo del método de medición por deflexión es utilizando divisores de tensión, este es un método muy empleado para la medición de resistencias que tienen un valor muy elevado. Su mayor inconveniente radica en el acoplamiento de impedancias entre el sensor y el dispositivo de lectura.

Para hallar Rx, primero hallamos Vx a partir de un divisor de voltaje:

De esta manera, al despejar Rx, obtenemos:

Mediciones con puentes

Las mediciones con puentes con una técnica precisa que se utiliza para medir componentes de un circuito, los cuales pueden ser resistencias (puentes DC), capacitancias e inductancias (puentes AC).

Puente de Wheatstone

El puente de Wheatstone es un circuito utilizado para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de un circuito de cuatro resistencias. A partir de la relación entre las resistencias conocidas y desconocidas en el puente, es posible calcular el valor de la resistencia desconocida con alta precisión.

El puente de Wheatstone tiene una fuente DC, lo que lo convierte en un puente DC.

La corriente a través del galvanómetro depende de la diferencia de potencial entre los puntos a y b.

Se dice que el puente está balanceado o en equilibrio cuando la diferencia de potencial o voltaje a través del galvanómetro es 0V, lo cual sucede cuando Va = Vb.

• Medición de resistencia

Para obtener un balance del puente se debe cumplir:

Donde al despejar Rx obtenemos:

Pueden existir causas de error en el puente, las cuales pueden afectar la exactitud de este. 

Por ejemplo, la sensibilidad del galvanómetro, las fems térmicas y el calentamiento de los resistores.

Amplificador de Instrumentación

Un amplificador de instrumentación es un amplificador diferencial de voltaje, donde su ganancia se puede establecer de forma muy precisa y está optimizado de la mejor manera para que funcione inclusive en entorno hostil. Estos amplificadores deben cumplir ciertos requisitos generales:

• Ganancia: seleccionable, estable y lineal.
• Entrada diferencial: con CMRR alto.
• Error despreciable debido a las corrientes y voltajes de offset.
• Impedancia de entrada alta.
• Impedancia de salida baja.

Amplificador de Instrumentación AD620