Problema P3 · Electrónica UB 2018

Tema: Disseny de circuits de condicionament de senyal amb AO · Del examen Examen Final de Teoria i Problemes (Gener 2018) (2018)

Enunciado

Problema P3 (1 punt). Condicionament de senyal de sensor de temperatura amb amplificadors operacionals

Es disposa d'un sensor de temperatura industrial la sortida del qual proporciona una tensió elèctrica proporcional a la temperatura en graus Celsius segons la corba de calibratge següent:

Vs(V)=5 V−0,01V∘C⋅T(∘C)V_s(\text{V}) = 5\text{ V} - 0{,}01\frac{\text{V}}{^\circ\text{C}} \cdot T(^\circ\text{C})

Es demana:

a)

Dissenyeu un circuit electrònic basat en amplificadors operacionals que proporcioni una tensió de sortida VoV_o linealment proporcional a la temperatura expressada en l'escala Rankine dividida per 100, és a dir:

Vo=T(Rankine)100ambT(Rankine)=1,8⋅(T(∘C)+273)V_o = \frac{T(\text{Rankine})}{100} \quad \text{amb} \quad T(\text{Rankine}) = 1{,}8 \cdot (T(^\circ\text{C}) + 273)

Vo=V_o =

b)

Assumiu que el rang de mesura operatiu que cal cobrir s'estén des de −100 ∘C-100\ ^\circ\text{C} fins a +200 ∘C+200\ ^\circ\text{C}. Determineu i justifiqueu de forma raonada els valors mínims recomanats de les tensions d'alimentació (Vcc+V_{cc+} i Vcc−V_{cc-}) per als amplificadors emprats.

Enunciado: Problema P3 · Electrónica UB 2018

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Expressió analítica de la tensió de sortida VoV_o en funció de VsV_s:

Solución: Vo=13,914−1,8⋅Vs≈13,9 V−1,8⋅VsV_o = 13{,}914 - 1{,}8\cdot V_s \approx 13{,}9\text{ V} - 1{,}8\cdot V_s

a) Disseny del circuit electrònic amb amplificadors operacionals:

Solución: Etapa 1: Amplificador no inversor amb guany A1=1,8A_1 = 1{,}8 (Vo1=1,8VsV_{o1} = 1{,}8 V_s). Etapa 2: Amplificador diferencial / restador unitari que realitzi Vo=13,9 V−Vo1V_o = 13{,}9\text{ V} - V_{o1}.

b) Valors mínims recomanats de les tensions d'alimentació (Vcc+V_{cc+} i Vcc−V_{cc-}):

Solución: Etapa 1: Vcc+=15 VV_{cc+} = 15\text{ V} i Vcc−=0 VV_{cc-} = 0\text{ V} (o −15 V-15\text{ V}). Etapa 2: Vcc+=10 VV_{cc+} = 10\text{ V} (o 15 V15\text{ V}) i Vcc−=0 VV_{cc-} = 0\text{ V}.

Foto del disseny del circuit

Solución: Esquema basat en amplificadors operacionals (per exemple, un amplificador diferencial o un sumador inversor seguit d'un inversor) que implementi la funció Vo=13,914−1,8VsV_o = 13{,}914 - 1{,}8 V_s, especificant les resistències de guany (relació 1,8:1) i la tensió de referència adequada.

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

Problema 3 · 2017 ›

Más ejercicios de Disseny de circuits de condicionament de senyal amb AO