Abstract:
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Los sensores son componentes de instrumentación cuyo objetivo principal
es detectar una magnitud física del entorno y transforarla en una magnitud
eléctrica. El posterior tratamiento de esta señal permite valorar la magnitud
física en su unidad característica. Actualmente en el mercado se encuentra
una gran variedad de sensores y la tendencia destaca su aumento año tras
año. Un tipo de sensor es clasificado como sensor capacitivo, cuya
característica eléctrica es el valor de una capacidad la cual es variable a las
condiciones del entorno. Para conseguir esta variación existen diversas
técnicas mediante las cuales la capacidad del condensador cambia mediante
la variación de los parámetros que la definen como son la superfície de sus
placas,la distancia entre ellas o la constante dieléctrica del material que las
separa. La señal de capacidad es posteriorente tratada y modificada con el
objetivo de obtener señales de tensión o corriente lo que se conoce como
acondicionamiento de la señal. Este acondicionamiento puede ser de tipo
analógico o digital y se apovecha para linealizar la salida ya que
normalmente la capacidad varía de forma exponencial. En este proyecto se
propone estudiar mediante un guión práctico el comportamiento de un
sensor capacitivo de desplazamiento angular. El objetivo es obtener una
salida en voltage lineal a partir de los cambios de ángulo efectuados en el
sensor. Para esto primero se hace un estudio previo sobre sensores
capacitivos, técnicas de fabricación y técnicas de medida de capacidades
variables. También se presentan circuitos de tipo analógicos y
posteriormente digitales para el acondicionamiento. Para linealizar la señal
capacitiva y obtener una salida coherente con la entrada se ha de calibrar
con lo que se propone una realización práctica. En ésta se enseña a calibrar
mediante capacidades y posteriormente mediante el propio sensor con el
integrado ZMD_31210 que hace de acondicionador. Éste a su vez es
programable mediante software con lo que se estudia el programa ZMD
31210 clite tester asociado. Se comprueban las medidas tanto analógicas
como digitales y se hace una introducción al conocimiento de la temperatura
como un factor que puede alterar las medidas proporcionadas por el sensor.
Finalmente, se presentan varias pruebas y resultados en las que se utiliza un
sensor de presión y se calibra el chip a diferentes temperaturas para
comprobar la compensación que éste realiza gracias a un sensor de
temperatiura interno y su algoritmo de compensación. |