condizionamento analogico dei segnali di misura. componenti di una generica catena di misura
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CONDIZIONAMENTO ANALOGICO DEI SEGNALI DI MISURA
componenti di una generica catena di misura
SENSORE CONDIZIONATORE ELEMENTOTERMINALE
SENSORI
ATTIVI: producono energia (segnale)
PASSIVI: modulano l’energia prodotta da un alimentatore
Classificazione mediante natura fisica del segnale di uscita:
• MECCANICI• ELETTRICI• OTTICI
esempio: estensimetro resistivo metallico
k R/ R
sensore elettrico passivo (piccola variazione di resistenza)
esempio: termoresistenza
kT R
sensore elettrico passivo (grande variazione di resistenza)
esempio: termocoppia
kT V
sensore elettrico attivo(basso livello di segnale)
CIRCUITI MODIFICATORI
Consideriamo un sensore resistivo passivo:come posso misurare R?
schema voltamperometrico
dalla definizione: R=V/I
V
A
V0 R
posso eliminare uno dei due strumenti?
SCHEMA A PARTITORE
V
R0
V0
R
V V0R
R R0
equazione del partitore:
é non lineare.La non linearità é trascurabile?
RR R0
V V0
Come posso gestire la non linearità?
• elaborazione dati• metodo di sostituzione (in laboratorio)• alimentazione in corrente
elaborazione dati:
RR0
V
V0 V
metodo di sostituzione:
V
R0
V0
R
V'
VV'
R0
R
alimentazione in corrente:
I0 R V
V = I0 R -> R = V / I0
consideriamo ora un sensore a bassa variazione relativa di resistenza
é conveniente utilizzareuno schema a partitore?
V
R0
V0
R
nello schema a partitore il voltmetro misurauna tensione proporzionale a R, non a R!
se metto due partitori uguali in parallelo e misuro la tensione fra i due punti medi
nella condizione iniziale ho uscita nulla!
VV0
R
R
R
R
V=0
quando il sensore varia la sua resistenza...
si rileverà una tensione proporzionale(in prima approssimazione) al R!
VV0
R+R
R
R
R
V=kR
CIRCUITO A PONTE
l’equazione caratteristica é:
VV0
R2
R4
R1
R3
A
B
C
D
VV0
R1
R1R
3
R
2
R2R
4
equazione caratteristica :
condizione di equilibrio:• prodotto di rami opposti uguale
• rapporto di rami adiacenti uguale:
VV0
R1
R1R
3
R
2
R2R
4
R1R
4=R
2R
3
R1/ R
3=R
2/ R
4
variazioni intorno alla condizione di equilibrio:
REGOLE PER L’IMPIEGO DEL PONTE:•variazioni di egual segno su rami adiacenti si sottraggono;•variazioni di egual segno su rami opposti si sommano:
R1 R
4 R
2 R
3
CONFIGURAZIONI
• singolo ramo attivo: quarto di ponte
V V0R
4R 2RV04
RR
VV0
R+R
R
R
R
• un ramo attivo e uno adiacente di compensazione:
VV0
R
4R2R4RT
V0
4
R
R
VV0
RT
R+ RT
• due rami attivi opposti:
VV0R
2R RV02
RR
V0
R
R
in generale, considerando variazioni su tutti i rami:
VV0
4
R1
R1
R
2
R2
R
4
R4
R
3
R3
V0
R4
R1 R2
R3
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