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Linea 22: Linea 22:
 Più in generale se V<sub>d</sub> è nulla vale: Più in generale se V<sub>d</sub> è nulla vale:
  
-`V_A=(R_1)/(R_1+R_2) V_(\C\C)`+`V_A=(R_2)/(R_1+R_2) V_(\C\C)`
  
-`V_B=(R_3)/(R_3+R_4) V_(\C\C)`+`V_B=(R_4)/(R_3+R_4) V_(\C\C)`
  
 e uguagliando le due tensioni si ottiene: e uguagliando le due tensioni si ottiene:
  
-`(R_1)/(R_1+R_2)=(R_3)/(R_3+R_4)=> R_1(R_3+R_4)=R_3(R_1+R_2) => R_1 R_3 + R_1 R_4 = R_3 R_1 + R_3 R_2 => R_1/R_2=R_3/R_4`+`(R_2)/(R_1+R_2)=(R_4)/(R_3+R_4)=> R_2(R_3+R_4)=R_4(R_1+R_2) => R_2 R_3 + R_2 R_4 = R_1 R_4 + R_2 R_4 => R_1/R_2=R_3/R_4`
  
 ==== Ponte squilibrato ==== ==== Ponte squilibrato ====
Linea 36: Linea 36:
   * la tensione dipende da ΔR e non da R   * la tensione dipende da ΔR e non da R
   * la sensibilità è elevata (tensione in uscita anche a fronte di piccole ΔR)   * la sensibilità è elevata (tensione in uscita anche a fronte di piccole ΔR)
-  * permette l'uso di più sensori resistivi (maggiore sensibilità, minore dipendenza dalla temperatura)+  * si possono usare più sensori resistivi contemporaneamente (maggiore sensibilità, minore dipendenza dalla temperatura)
  
 Se, come avviene per le celle di carico, le quattro resistenze sono quattro estensimetri collegati in modo da deformarsi in direzioni opposte a due a due si ottiene il circuito seguente: Se, come avviene per le celle di carico, le quattro resistenze sono quattro estensimetri collegati in modo da deformarsi in direzioni opposte a due a due si ottiene il circuito seguente:
Linea 46: Linea 46:
 La tensione V<sub>d</sub> si calcola così: La tensione V<sub>d</sub> si calcola così:
  
-Vd=VCC(R0(1+x)R0(1+x)+R0(1-x)-R0(1-x)R0(1+x)+R0(1-x))=VCC2R0x2R0=VCCx+`V_d=V_(\C\C) ( (R_0(1+x) )/(R_0(1+x)+R_0(1-x) )-(R_0(1-x) )/(R_0(1+x)+R_0(1-x) ) )=` 
 +`=V_(\C\C) (2R_0 x)/(2R_0)=V_(\C\C) cdot x`
  
 Questa configurazione è la migliore possibile perché: Questa configurazione è la migliore possibile perché:
Linea 75: Linea 76:
  
 Esercizio preso da {{ :condizionamento_e_ponte_di_wheatstone.pdf |qui}}. Esercizio preso da {{ :condizionamento_e_ponte_di_wheatstone.pdf |qui}}.
 +
 +**NB: la configurazione del ponte di Wheatsone proposta nel file PDF, pur funzionando dal punto di vista teorico, non è utilizzabile in pratica. Ponendo la Pt100 nella parte alta del ponte le tensioni ai due estremi della diagonale (V<sub>A</sub> e  V<sub>B</sub>) sono troppo vicine alla tensione di alimentazione dell'operazionale col risultato che l'uscita di quest'ultimo satura e il circuito non funziona. Meglio allora mettere la Pt100 nella parte bassa del ponte.**
  
 ==== Specifiche ==== ==== Specifiche ====
Linea 80: Linea 83:
  
 ==== Progetto ==== ==== Progetto ====
 +
  
 Considerato il range di tensione in uscita si sceglie un'alimentazione con Vcc = 12V. Per l'amplificatore operazione serve anche una -Vcc = -12V. Considerato il range di tensione in uscita si sceglie un'alimentazione con Vcc = 12V. Per l'amplificatore operazione serve anche una -Vcc = -12V.
Linea 109: Linea 113:
 mentre la tensione nel punto A si vale: mentre la tensione nel punto A si vale:
  
-`V_A = (R_2 V_{C\C})/(R_(Pt100) R_2)=(5,6 cdot 10^3 cdot 12)/(157,75+5600)=11,671 V`+`V_A = (R_2 V_{C\C})/(R_(Pt100) R_2)=(5,6 cdot 10^3 cdot 12)/(157,75+5600) =11,671 V`
  
 La tensione nel punto B non dipende dalla temperatura e vale sempre: La tensione nel punto B non dipende dalla temperatura e vale sempre:
  
-`V_B = (R_4 V_{C\C})/(R_3 R_4) = (5,6 cdot 10^3 cdot 12)/((100+ 5,6 cdot 10^3)= 11,789 V`+`V_B = (R_4 V_{C\C})/(R_3 R_4) = (5,6 cdot 10^3 cdot 12)/(100+ 5,6 cdot 10^3)= 11,789 V`
  
 A 150°C la tensione differenziale del ponte vale allora: A 150°C la tensione differenziale del ponte vale allora:
Linea 121: Linea 125:
 Per ottenere 10 Volt in uscita riferiti a massa è necessario amplificare questo valore. Il guadagno richiesto è: Per ottenere 10 Volt in uscita riferiti a massa è necessario amplificare questo valore. Il guadagno richiesto è:
  
-`A_v = V_O/V_d = 10/118 cdot 10^(-3)= 84,4`+`A_v = V_{O}/V_d = 10/118 cdot 10^(-3)= 84,4`
  
 Questo valore serve a dimensionare le quattro resistenze dello stadio amplificatore differenziale ad operazionale posto a valle del ponte Wheatstone.  Questo valore serve a dimensionare le quattro resistenze dello stadio amplificatore differenziale ad operazionale posto a valle del ponte Wheatstone. 
Linea 127: Linea 131:
 {{::opamp-differenziale.png|stadio differenziale}} {{::opamp-differenziale.png|stadio differenziale}}
  
-Le quattro resistenze, uguali a due a due per semplicità, possono essere:+Le quattro resistenze, uguali a due a due per semplicità, fissano il guadagno differenziale: 
 + 
 +vO=Advd 
 + 
 +con  
 + 
 +Ad=R8R6=R7R5=84,4 
 + 
 +Ponendo R<sub>5</sub> = R<sub>6</sub> = 1 kΩ restano definite R<sub>7</sub> e R<sub>8</sub> come: 
 + 
 +R7=R8=84,41103=84,4kOhm 
 + 
 +ottenibili con due resistori da 82 kΩ seguiti da due trimmer da 5kΩ.
  
  
wheatstone.1544018907.txt.gz · Ultima modifica: 2020/07/03 15:58 (modifica esterna)