Instrumentacin y medicin proyecto final

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Instrumentacin y medicin proyecto final

Instrumentacin y medicin proyecto finalINTRODUCCION

En el curso de Instrumentacin y Mediciones, para el diseo y construccin de circuitos donde intervengan capacidades, es necesario un capacmetro. Con l podremos comprobar el estado de cualquier condensador, as como tambin conocer el valor de su capacidad. En el caso de los condensadores variables, el capacmetro nos dar una indicacin precisa de los valores mximo y mnimo de su capacidad.

OBJETIVOS

Construir un sistema de instrumentacin para medir la variable capacitancia, utilizando un puente de Wien y/o Schering.Sustentar el sistema de instrumentacin para medir la variable capacitancia de acuerdo con las condiciones establecidas para el proyecto.JUSTIFICACION

Este trabajo se realiza con el fin de aprender e interiorizar sobre los Instrumentos de Medicin que son utilizados tanto en electrnica como en telecomunicaciones, ya que estamos viendo como a travs del tiempo vivimos en una sociedad dinmica debido al desarrollo de nuevos medios tecnolgicos de los cuales nosotros como futuros ingenieros debemos conocer investigar y profundizar.Los diferentes instrumentos de medicin nos ayudan a entender cmo se ha evolucionado en los instrumentos de medicin y como la tecnologa nos ayuda a facilitar y precisar dichas mediciones.

DESCRIPCION

El capacmetro es un oscilador cuya frecuencia depende del condensador bajo prueba. Este oscilador est construido alrededor del circuito integrado LM555, cuyo esquema interno se puede observar en la siguiente figura. en su interior hay dos comparadores, marcados "1" y "2", un biestable "set" "reset", marcado "3", un inversor marcado "4" y un transistor con el colector abierto.Este pin se conectar al positivo de alimentacin que no deber superar los 15 voltiosEn la figura anterior tenemos el esquema del integrado LM555 conectado como multivibrador astable, con los pines 2 y 6 unidos. En esta configuracin, el integrado se dispara a s mismo y por tanto genera una oscilacin continua. El condensador Cx se carga a travs de Ra y Rb hasta que su tensin supera los 2/3 de la tensin de alimentacin. En este momento el biestable se activa y en su salida aparece una tensin alta, que aplicada a la base del transistor Q1 hace que este conduzca, iniciando la descarga del condensador Cx. Cuando su tensin desciende por debajo de 1/3 de la de alimentacin, el comparador nmero dos bascula, haciendo que la salida del biestable quede a cero voltios, cortando la conduccin del transistor Q1 y reiniciando la carga del condensador Cx. Este proceso se repetir indefinidamente.El periodo de sta oscilacin viene determinado por la siguiente frmula:T=0,7(Ra+2Rb) Cx

Esquema del Capacimetro

Capacmetro DigitalIdentificacin de la Necesidad:El capacmetro, es un aparato electrnico que se utiliza para medir la capacitancia de condensadores de todo tipo; cermicos, de polister, de papel de tantalio y electrolticos.El capacmetro digital, se trata de un oscilador cuya frecuencia viene determinada por la capacidad a medir. Conectando este oscilador a un frecuencmetro, podremos ver directamente la capacidad del condensador en el display del frecuencmetro.Este proyecto se realiza, para llevar a la prctica los conocimientos adquiridos durante el semestre en el curso de Instrumentacin y mediciones; mediante el diseo de un capacimetro digital, el cual debe medir capacitancias entre 10000F y 10 pF. Este equipo de instrumentacin, se debe disear con un sensor y puente de wien o Schering y acondicionamiento de seal conversor anlogo digital y a la salida un Display digital.Diseo tericoCapacmetro Digital utilizando el puente de wien

El oscilador puente de Wien es un oscilador utilizado para generar ondas sinusoidales que van desde los 5 Hz a los 5 Mhz.El circuito bsico consta de un amplificador y una red de adelando/atrazo compuesto de dos redes RC, una serie y otra paralelo. Los dos valores de resistencias y condensadores son iguales

La ganancia del amplificador est dada por las resistencias R1 y R2.La ganancia que debe tener este amplificador debe compensar la atenuacin causada por las redes RC (red de realimentacin positiva conectada al pin no inversora del amplificador operacional).

Esta ganancia debe estar por encima de 1 para asegurar la oscilacin.La ganancia se obtiene con la primera frmula. Como la ganancia debe ser mayor que 1, la ecuacin se simplifica y se obtiene la segunda frmula: Para que la ecuacin se cumpla, el cociente de R2 y R1 debe ser igual o mayor que 2.

Red de realimentacin y desfase de un oscilador Puente de WienLa salida de la red de realimentacin se comporta como se muestra en los siguientes puntos:- Para frecuencias por debajo la frecuencia de oscilacin, la atenuacin es grande y la fase se adelanta 90- A la frecuencia de resonancia, la ganancia de tensin es de 1/3 (mxima) y no hay corrimiento de fase.-Para frecuencias por encima de la frecuencia de oscilacin, la atenuacin es grande y la fase se atrasa 90.Simulacin: Se utiliza una herramienta informtica para realizar el diseo y comprobar su funcionamiento.Diseo Prctico: Se realiza el montaje con elementos reales. Control de calidad: Se realizan pruebas del diseo, en esta fase se pueden implementar mejoras en el diseo.

1. Se requiere calibrar el osciloscopio con el fin de que funcionen mejor. 2. En el momento en que el potencimetro de 1K llega al 22% el voltaje es 0 en la salida. 3. Para que los puentes sean calibrados se deben igualar a 0. 4. La boina compensa la capacitancia. 5. En forma similar al puente de Wheatstone, cuando no hay circulacin de corriente por el detector de cero se cumple la relacin: 6. La inexactitud de las resistencias patrn que componen el puente. 7. La insuficiente sensibilidad del galvanmetro. 8. Las fuerzas termoelctricas que se originan en el galvanmetro y en todas Conclusiones