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