sezione_23a
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Linea 1: | Linea 1: | ||
- | ====== 23A - Trasduttori e condizionamento dei segnali parte prima ====== | + | ====== |
===== Premessa ===== | ===== Premessa ===== | ||
Linea 33: | Linea 33: | ||
* che la transcaratteristica sia invertibile, | * che la transcaratteristica sia invertibile, | ||
* la sua sensibilità elevata, intesa come rapporto tra la variazione dell' | * la sua sensibilità elevata, intesa come rapporto tra la variazione dell' | ||
- | * che abbia possibilmente un comportamento lineare perché in questo caso la sensibilità è costante su tutto il range di ingresso e la taratura è estremamente semplice (bastano solo due punti per individuare la caratteristica di trasferimento((spesso i sensori sono progettati per avere un comportamento lineare - almeno in un determinato range di valori - o vengono resi lineari con appositi circuiti di linearizzazione)) ) | + | * che abbia possibilmente un comportamento lineare perché in questo caso la sensibilità è costante su tutto il range di ingresso e la taratura è estremamente semplice (bastano solo due punti per individuare la caratteristica di trasferimento((spesso i sensori sono progettati per avere un comportamento lineare - almeno in un determinato range di valori - o vengono resi lineari con appositi circuiti di linearizzazione))) |
===== 4 Scala e offset nel condizionamento di un trasduttore analogico ===== | ===== 4 Scala e offset nel condizionamento di un trasduttore analogico ===== | ||
Linea 40: | Linea 40: | ||
* amplificare il segnale | * amplificare il segnale | ||
* aggiungere un offset per portare a 0 Volt il valore di tensione corrispondente al valore minimo della grandezza acquisita | * aggiungere un offset per portare a 0 Volt il valore di tensione corrispondente al valore minimo della grandezza acquisita | ||
- | La //figura 7// mostra uno schema di questo semplice sistema di condizionamento. Se $$[x_1, x_2]$$ è il range della grandezza acquisita e $$V_t$$ il segnale del trasduttore sarà necessario imporre: | + | La //figura 7// mostra uno schema di questo semplice sistema di condizionamento. Se `[x_1, x_2]` è il range della grandezza acquisita e `V_t` il segnale del trasduttore sarà necessario imporre: |
- | $$V_(OFS)=V_t(x_1) quad , quad A = V_(oMAX)/ | + | `V_(OFS)=V_t(x_1) quad , quad A = V_(oMAX)/ |
Linea 59: | Linea 59: | ||
Nei conduttori metallici la resistività aumenta con la temperatura e per un conduttore vale: | Nei conduttori metallici la resistività aumenta con la temperatura e per un conduttore vale: | ||
- | $$R(T)=R(0)(1+alpha T)$$ | + | `R(T)=R(0)(1+alpha T)` |
dove R(0) è la resistenza a 0°C e α il coefficiente di temperatura (positivo). Il materiale con le migliori caratteristiche, | dove R(0) è la resistenza a 0°C e α il coefficiente di temperatura (positivo). Il materiale con le migliori caratteristiche, | ||
Linea 71: | Linea 71: | ||
La corrente - costante nell' | La corrente - costante nell' | ||
- | $$I=V_R/(R_0 + R)$$ | + | `I=V_R/(R_0 + R)` |
di conseguenza la tensione in uscita vale: | di conseguenza la tensione in uscita vale: | ||
- | $$V_O=- (Delta R)/(R_0 + R) V_R$$ | + | `V_O=- (Delta R)/(R_0 + R) V_R` |
==== Resistori NTC e PTC ==== | ==== Resistori NTC e PTC ==== | ||
Linea 89: | Linea 89: | ||
Il sensore **AD590** della Analog Devices si comporta come un generatore di corrente dove: | Il sensore **AD590** della Analog Devices si comporta come un generatore di corrente dove: | ||
- | $$I = k·T$$ | + | `I = k·T` |
dove k = 1 (μA)/K e la corrente in μA coincide con la temperatura in gradi Kelvin. Le principali caratteristiche di questo sensore sono: | dove k = 1 (μA)/K e la corrente in μA coincide con la temperatura in gradi Kelvin. Le principali caratteristiche di questo sensore sono: | ||
Linea 111: | Linea 111: | ||
Il sensore **LM35** della National è un componente a tre terminali ((i package è tipo transistor)) che produce una tensione proporzionale alla temperatura: | Il sensore **LM35** della National è un componente a tre terminali ((i package è tipo transistor)) che produce una tensione proporzionale alla temperatura: | ||
- | $$V=k·T$$ | + | `V=k·T` |
con k = 10 mV/°C. Le principali caratteristiche sono: | con k = 10 mV/°C. Le principali caratteristiche sono: | ||
Linea 150: | Linea 150: | ||
I **fotodiodi** sfruttano il fenomeno per cui una giunzione PN polarizzata inversamente | I **fotodiodi** sfruttano il fenomeno per cui una giunzione PN polarizzata inversamente | ||
- | $$I = - (I_L + I_0)$$ | + | `I = - (I_L + I_0)` |
dove I< | dove I< | ||
Linea 174: | Linea 174: | ||
Nei conduttori di sezione circolare vale la relazione: | Nei conduttori di sezione circolare vale la relazione: | ||
- | $$R= rho l/S$$ | + | `R= rho l/S` |
dove ρ è la resistività, | dove ρ è la resistività, | ||
Linea 180: | Linea 180: | ||
La //figura 25a// mostra schematicamente come è realizzato un estensimetro: | La //figura 25a// mostra schematicamente come è realizzato un estensimetro: | ||
- | $$(Delta R)/R = K_E (Delta l)/l$$ | + | `(Delta R)/R = K_E (Delta l)/l` |
dove K< | dove K< | ||
Linea 190: | Linea 190: | ||
Se, come in figura, un solo estensimetro è sollecitato, | Se, come in figura, un solo estensimetro è sollecitato, | ||
- | $$V_O ~~ (K_E V_a)/4 cdot (Delta l)/l$$ | + | `V_O ~~ (K_E V_a)/4 cdot (Delta l)/l` |
se si deformano entrambi la tensione raddoppia. La relazione è approssimata ma accettabile perché le varizioni di resistenza sono contenute rispetto al valore della resistenza stessa. | se si deformano entrambi la tensione raddoppia. La relazione è approssimata ma accettabile perché le varizioni di resistenza sono contenute rispetto al valore della resistenza stessa. |
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