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29/05/2011 #1


¿Cómo aíslo la variación (1-100mV) de una señal de 20Vcc?
Hola a todos,

Tengo que medir una pequeña variación de una señal continua que tiene un modo común de unos 20 voltios. La cosa, es que esa señal de 20 voltios tiene variaciones de unos milivoltios (entre 1 y 100) y esa es la parte que interesa. Las variaciones son de aproximadamente 1 segundo de duración y no tienen flancos bruscos que se puedan derivar. Por si fuera poco, la señal viene con un montón de ruido.

El problema, es cómo restar la parte "continua" con un poco de eficiencia. Estoy utilizando un amplificador de instrumentación, pero tengo el problema de que no puedo poner un valor fijo a restar, pues esos 20 voltios varían con la temperatura más que la propia señal aunque más despacio. Tengo una parte digital del circuito para eliminar el ruido y procesar la señal de forma conveniente, el único problema es como hacer que el amplificador de instrumentación tenga una señal de referencia correcta, no puedo calibrar cada 20 minutos. Como la ganancia del ampli es de 50, y la señal de salida tiene que estar entre 0 y 5 voltios, sólo tengo una diferencia aceptable de unos 100mv.

Lo único que se me ocurre es tener un condensador "grandote" cargado con el valor de la señal y debido a que su carga-descarga será lenta podré restarlo a la señal actual.

A lo mejor lo que pido no existe, pero cualquier idea será bienvenida.

Un saludo y gracias!!!
30/05/2011 #2

Avatar de lm555cn

Si entendí bien solo quieres medir la señal variable que está entre 1 y 100mv, pero tienes el problema que hay una señal DC de 20v. Si es así, sencillamente coloca un condensador entre la señal que ingresas al amplificador y la entrada del amplificador. Ahora luego de amplificarla podrás filtrarla de ser necesario para lo que necesites entre 0-5V. Espero haberte entendido y que te sirva la recomendación.
31/05/2011 #3


lm555cn dijo: Ver Mensaje
Si entendí bien solo quieres medir la señal variable que está entre 1 y 100mv, pero tienes el problema que hay una señal DC de 20v. Si es así, sencillamente coloca un condensador entre la señal que ingresas al amplificador y la entrada del amplificador. Ahora luego de amplificarla podrás filtrarla de ser necesario para lo que necesites entre 0-5V. Espero haberte entendido y que te sirva la recomendación.
Muchas gracias por la respuesta, pero creo que a lo que te refieres es a un condensador de desacoplo que sólo funcionaría con señales alternas. Lo que hay que extraer es una variación de unos pocos milivoltios en continua de una señal de unos 20 voltios. No es que la señal tenga una frecuencia determinada y tenga que quitarle la continua.
31/05/2011 #4
Moderador

Avatar de hazard_1998

samu dijo: Ver Mensaje
Hola a todos,

Tengo que medir una pequeña variación de una señal continua que tiene un modo común de unos 20 voltios. La cosa, es que esa señal de 20 voltios tiene variaciones de unos milivoltios (entre 1 y 100) y esa es la parte que interesa. Las variaciones son de aproximadamente 1 segundo de duración y no tienen flancos bruscos que se puedan derivar. Por si fuera poco, la señal viene con un montón de ruido.

El problema, es cómo restar la parte "continua" con un poco de eficiencia. Estoy utilizando un amplificador de instrumentación, pero tengo el problema de que no puedo poner un valor fijo a restar, pues esos 20 voltios varían con la temperatura más que la propia señal aunque más despacio. Tengo una parte digital del circuito para eliminar el ruido y procesar la señal de forma conveniente, el único problema es como hacer que el amplificador de instrumentación tenga una señal de referencia correcta, no puedo calibrar cada 20 minutos. Como la ganancia del ampli es de 50, y la señal de salida tiene que estar entre 0 y 5 voltios, sólo tengo una diferencia aceptable de unos 100mv.

Lo único que se me ocurre es tener un condensador "grandote" cargado con el valor de la señal y debido a que su carga-descarga será lenta podré restarlo a la señal actual.

A lo mejor lo que pido no existe, pero cualquier idea será bienvenida.

Un saludo y gracias!!!
bastante dificil!
a mi lo que se me ocurre es, por un lado integrá la señal, con continua y todo, tomando en cuenta que integre tambien esta variacion de 100mV, de esta manera tendras una continua muy limpia y que solo se correria por temperatura, y otra continua, con una variacion de 100mV dependiendo tambien de la temperatura, ambas señales deberian tener la misma amplitud, pero una integrada y la otra no, luego amplifica la diferencia y listo, en la entrada de dicho amplificador deberias tener ±50mV con respecto a la señal integrada.....

espero se haya entendido
31/05/2011 #5


Lo del integrador suena bien, pero creo que la integral de una señal continua positiva aumentará en el tiempo hasta saturar el amplificador.
Creo que la solucion va más por el camino de almacenar el valor en un condensador pero sin integrarlo. Colocar un seguidor de voltaje con etapa de entrada Mosfet para que no haya pérdidas y rezar porque no haya sobreimpulsos importantes en la carga del condensador. La carga del condensador será a través de una resistencia grande (7 M por ejemplo) y el condensador será de poliester u otro con pocas pérdidas. Un electrolítico no sirve porque toda la corriente de fuga se traduce en voltaje en la resistencia de 7M. El principal problema de esto, es que al inicio tarda una eternidad en lograr el nivel de la señal porque la carga del condensador es muy lenta.

Estoy probando ahora con una carga rápida al inicio usando un transistor mosfet pero no doy con la tecla. Quiero creer que hay un mecanismo mucho más sencillo y habitual que todo esto que yo hago, me extraña que esto lo esté inventando yo.

Gracias de nuevo.
31/05/2011 #6


Hola samu

Quiero suponer que el voltaje (20V) que lleva aquellos 1-100mV son positivos.
Entonces habría entre +20.001 y +20.100 Volts.

Para “quitar” esos +20V solo hay que hacer un restador con un Amp. Oper. Con ganancia unitaria.
Preferentemente el Amp. Oper. Se debe polarizar con +25 & -25Vdc.
La entrada Positiva al común de las fuentes.
Por la entrada negativa 2 resistencias de digamos 100K.
Una de ellas a la señal que le queremos quitar los +20v.
A la otra R se le aplica un voltaje de –20V.
Una resistencia de 100K entre la salida y la entrada negativa del Amp. Oper.

Haz un experimento con el circuito sugerido luego nos dices que tal funcionó

saludos
a sus ordenes
31/05/2011 #7

Avatar de cosmefulanito04

Otra alternativa seria usar un Zener de 20v, pero tendrias que garantizar bien la polarizacion del mismo, asi que tal vez conviene un zener de menor voltaje.
31/05/2011 #8
Moderador

Avatar de hazard_1998

tanto lo de cosmefulanito como lo de MrCarlos no puede utilizarse, porque esos 20V dependen de la temperatura, samu, lo del condensador con la resistencia no es mas que un integrador....

si el integrador lo haces compenzado en DC la tension de salida deberia ser los 20V+ la integral, o promedio de los 100mV...
31/05/2011 #9

Avatar de pandacba

para restarla hace un sumardor con un operacional de alta calidad, una tensión muy bien estabilizada de signo opuesto de 20 en el sumador en la salida tendras la suma algebraica de ambas
31/05/2011 #10

Avatar de lm555cn

Mil disculpas por no haberlo entendido bien.
Si habrá que analizarlo un poco, pues después de lo que explicaste también se me vino a la cabeza lo del restador, pero recordé que dijiste:

...el problema de que no puedo poner un valor fijo a restar, pues esos 20 voltios varían con la temperatura más que la propia señal aunque más despacio...
Voy a a buscar entre algún libro si hay algo que de alguna pista y si es así te lo sugiero. Lo único es que no sé que tan urgido estés del mismo.

Saludos.

P.D.: samu, quisiera me aclararas lo siguiente para guiarme mejor:

1) El voltaje es positivo (los 20v CD)?
2) Tienes los valores máximos y mínimos de la variación del voltaje principal (los 20v CD)?
3) Al operacional lo alimentas con una fuente o dos?
4) Puedes filtrar el ruido antes del operacional, o ya está filtrado?
5) La variación que quieres medir (1-100 mV), qué tan exacta debe ser y cuáles son sus valores
mínimos y máximos requeridos?
6) Para qué es esta medición de mV?
31/05/2011 #11

Avatar de cosmefulanito04

hazard_1998 dijo: Ver Mensaje
tanto lo de cosmefulanito como lo de MrCarlos no puede utilizarse, porque esos 20V dependen de la temperatura, samu, lo del condensador con la resistencia no es mas que un integrador....

si el integrador lo haces compenzado en DC la tension de salida deberia ser los 20V+ la integral, o promedio de los 100mV...
Tambien la corriente de polarizacion del zener te corre la tension del zener. Pero todo esto dependera de que tan exacto quiere el que sea esa medicion.
31/05/2011 #12

Avatar de Black Tiger1954

Coincido con el Peligro (Hazard)
Integrar la tensión por un lado, y de ahí la tensión de referencia.
Adjunto una forma posible de hacerlo.
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: jpg AC de DC.jpg (78,2 KB (Kilobytes), 16 visitas)
31/05/2011 #13
Moderador

Avatar de hazard_1998

Black Tiger1954 dijo: Ver Mensaje
Coincido con el Peligro (Hazard)
Integrar la tensión por un lado, y de ahí la tensión de referencia.
Adjunto una forma posible de hacerlo.
como agarraste al vuelo la idea black, a mi se me hacia mas compleja la idea, usando otro operacional para el integrador, pero es perfectamente valido, aunque los 1000uF no pueden ser electroliticos... hace falta tanta constante de tiempo? 100k contra 1000uF? no hice la cuenta, pero posiblemente se pueda hacer con un poco menos.. (todo depende de cual sea la frecuencia de la oscilacion que quiere medir....)
31/05/2011 #14

Avatar de Black Tiger1954

hace falta tanta constante de tiempo? 100k contra 1000uF? no hice la cuenta, pero posiblemente se pueda hacer con un poco menos..
Tengo que ser sincero: no saqué ninguna cuenta y lo hice al "boleo".
Es muy probable que ajustando valores se pueda conseguir algo mejor, pero dije "100K y 1 mF para 1Hz debería alcanzar".

Puedo estar equivocado, pero en el punto de unión de R1/R2/C1 hay 15 volts +/- la AC, con lo cual el electrolítico es factible.

PD: igual no me den mucha pelota, ya que estoy cazando orcos (jugando al Gothic 3)
31/05/2011 #15
Moderador

Avatar de hazard_1998

Black Tiger1954 dijo: Ver Mensaje
Tengo que ser sincero: no saqué ninguna cuenta y lo hice al "boleo".
Es muy probable que ajustando valores se pueda conseguir algo mejor, pero dije "100K y 1 mF para 1Hz debería alcanzar".

Puedo estar equivocado, pero en el punto de unión de R1/R2/C1 hay 15 volts +/- la AC, con lo cual el electrolítico es factible.

PD: igual no me den mucha pelota, ya que estoy cazando orcos (jugando al Gothic 3)
pregunta muuuy importante que viene al tema que posteas.............




esta bueno el juego?
31/05/2011 #16

Avatar de Black Tiger1954

Gráfica impresionante, historia impecable, música inmejorable, lógica de las misiones -10, bugs -10, final -10.
Luego de sortear el entramado del juego, y cuando un fulano me prometió que íbamos a transportarnos a no se donde, mi personaje acepta la propuesta. Iba tan cargado de cosas (armas para varios batallones, pociones de cura para toda una nación, dinero como para comprar el mundo etc (no sé como caminaba con todo lo que llevaba), lo acompaño hasta el portal y voilá! se acabó el juego! grrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr
Cochinos finales!
31/05/2011 #17
Moderador

Avatar de hazard_1998

Black Tiger1954 dijo: Ver Mensaje
Gráfica impresionante, historia impecable, música inmejorable, lógica de las misiones -10, bugs -10, final -10.
Luego de sortear el entramado del juego, y cuando un fulano me prometió que íbamos a transportarnos a no se donde, mi personaje acepta la propuesta. Iba tan cargado de cosas (armas para varios batallones, pociones de cura para toda una nación, dinero como para comprar el mundo etc (no sé como caminaba con todo lo que llevaba), lo acompaño hasta el portal y voilá! se acabó el juego! grrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr
Cochinos finales!
jajajajajajaajajajajaj
31/05/2011 #18

Avatar de lm555cn

Excelente Black Tiger! Suena, suena lo que hiciste.... junto a la idea de Hazard.
Yo no le pude llegar
Lo que más me sorprende es la habilidad de diseñar mientras se cazan orcos y terminar el juego antes de siquiera almorzar!!
01/06/2011 #19


lm555cn dijo: Ver Mensaje
Mil disculpas por no haberlo entendido bien.
Si habrá que analizarlo un poco, pues después de lo que explicaste también se me vino a la cabeza lo del restador, pero recordé que dijiste:



Voy a a buscar entre algún libro si hay algo que de alguna pista y si es así te lo sugiero. Lo único es que no sé que tan urgido estés del mismo.

Saludos.

P.D.: samu, quisiera me aclararas lo siguiente para guiarme mejor:

1) El voltaje es positivo (los 20v CD)?
2) Tienes los valores máximos y mínimos de la variación del voltaje principal (los 20v CD)?
3) Al operacional lo alimentas con una fuente o dos?
4) Puedes filtrar el ruido antes del operacional, o ya está filtrado?
5) La variación que quieres medir (1-100 mV), qué tan exacta debe ser y cuáles son sus valores
mínimos y máximos requeridos?
6) Para qué es esta medición de mV?

¡¡Hola a todos y muchas gracias por las respuestas!!

Aclaraciones:
1- Sí, el voltaje es positivo
2- No, no tengo la variación de ese voltaje principal, pero puede rondar un voltio en positivo o negativo
3- en principio con una fuente, pero podría usar 2
4- la señal de entrada al operacional es la integral de la señal, por lo que se supone que todo el ruido de alta frecuencia estará filtrado.
5- Debería ser bastante exacta, no en el valor absoluto, si no más bien en las variaciones que sufra.
6- Es para un detector de paso de piezas metalicas


Voy a probar la solución de Black Tiger1954 a ver qué tal. Creo que la constante de tiempo deberá ser lo más grande posible, ya os contaré.

Un saludo
01/06/2011 #20

Avatar de lm555cn

samu, intenta lo que sugirieron hazard y Black Tiger. Ahora bien con las respuestas que enviaste, te pregunto lo siguiente: 1) Al pasar las piezas crean esa variación de mV por lo que me deja pensando si es que son piezas físicamente diferentes en mismo tiraje o si las piezas son todas iguales y lo que quieres es crear pulsos que cuenten las piezas sin importar sus variaciones físicas. 2) Estás diseñando el sensor o estás trabajando en base a uno hecho, pues si el sensor ya está hecho no debería sumarte esa señal CD. saludos
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