Tipos de Circuitos de Acondicionamiento
Circuitos de Corriente Directa (CD)
En un sistema de medición en
CD, con sensores pasivos
(resistencias), se requiere de circuitos de excitación, que pueden ser un divisor de voltaje, una fuente
corriente o un circuito puente; a su vez se necesita en muchos casos de
amplificación y filtrado de la señal proveniente del circuito de excitación. En
la figura se muestra el diagrama de bloques de un sistema de medición en CD
para PC.
Circuito en Corriente Alterna en
Amplitud Modulada
Cuando en un circuito puente
con galgas extensiométricas, RTD, sensores capacitivos o inductivos etc. se
alimenta con una señal de CA, la señal de salida del puente es una señal
modulada en amplitud, en la cual la señal de alimentación del puente es la
portadora cuya amplitud es modulada por la señal física a medir.
El acondicionamiento de señal en CA es algo más complejo que en CD, ya que se hace necesario incluir un nuevo elemento llamado demodulador sensible de fase (DSF). Este elemento permite detectar los desfasajes que se producen cada 180° debido a la alimentación de CA. La función del DSF es asegurar que la señal física tenga siempre la polaridad real, eliminando los desfasajes que cada 180° introduce la alimentación de CA. En la figura se muestra un diagrama sencillo de un demodulador sensible de fase.
La señal de referencia ER
es una onda cuadrada de igual frecuencia que la señal portadora ES,
el efecto del circuito es multiplicar ES por +1 ó –1 dependiendo de
la polaridad de la señal ER,
la cual controla la operación del interruptor (un cambio de fase de 180°
en la señal de entrada se traduce en un cambio de fase de 180° en la señal de
salida); de esta forma se garantiza que la señal física mantenga siempre la
polaridad correcta. En el esquema de la figura también se muestra el filtro RC
pasa bajas que permite detectar la envolvente de la señal modulada que
corresponde a la señal física a medir.
En la figura se muestra el diagrama para un sistema de medición de CA con modulación de amplitud con la PC.
Circuito de Corriente Alterna Modulación en Frecuencia
El primer componente en un circuito de corriente alterna en frecuencia
es el oscilador, en el cual la variación de la frecuencia sea proporcional a la
variación de la capacitancia o inductancia del circuito de oscilación.
Realizar la medición de la variable física en un sistema de medición de CA modulado en frecuencia implica realizar la medición de la frecuencia de la señal portadora, esta medición se puede hacer de forma digital a través de contadores. Para ello se convierte la señal senoidal en una señal de onda cuadrada haciéndola pasar por un disparador de Schmitt. Esta onda cuadrada es la entrada de reloj de un contador de N bits. Se cuenta el número de pulsos de reloj durante un intervalo de tiempo fijo DT, de tal manera que la cuenta total N es proporcional a la frecuencia, es decir, N = f DT.
En la figura se muestra el diagrama para convertir la frecuencia en una
cantidad digital.
