MEDIDA DEL NIVEL DE AGUA 1 MEDIDOR DE CAPACIDAD APLICADO EN LA MEDIDA DEL NIVEL DE AGUA AUTOR: JUAN ANTONIO OLMEDO ALONSO TUTOR: JUAN MANUEL MONTERO MARTÍNEZ JULIO 2018 1

Medida de capacidad a corriente constante. 2 Indice INTRODUCCION Medida de la altura de agua por capacidad eléctrica. Medida de capacidad a corriente constante. Causas que afectan a la linealidad. PRIMERA PARTE Medida de capacidad a voltaje lineal. SEGUNDA PARTE Diseño Hardware. TERCERA PARTE Diseño Interfaz gráfico de medida CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS Medida de capacidad a corriente constante. · Diseño elegido, realización práctica y resultados

Medida de altura de agua 3 Medida de altura de agua INTRODUCCIÓN Hilo en barra soporte Conducción a través del agua Condensador cilíndrico Hilo “wraping” AWG 28 3

Medida de capacidad a corriente constante 4 Medida de capacidad a corriente constante Carga a corriente constante Comparador de ventana 4

Causas que afectan a la linealidad 5 Causas que afectan a la linealidad El condensador tiene pérdidas Rs = 1,5 kΩ Rp = 10 MΩ / cm El comparador tiene retardo no constante 5

Medida de capacidad a voltaje lineal 6 1ª PARTE Medida de capacidad a voltaje lineal CASO IDEAL 6

Medida de capacidad a voltaje lineal 7 Medida de capacidad a voltaje lineal RESISTENCIA PARALELO La corriente en la resistencia paralelo no influye 7

Medida de capacidad a voltaje lineal 8 Medida de capacidad a voltaje lineal RESISTENCIA SERIE Y PARALELO El voltaje en la capacidad es LINEAL Caída de voltaje constante en la resistencia serie 8

Medida de capacidad a voltaje lineal 9 Medida de capacidad a voltaje lineal Corriente en la capacidad Corriente en la resistencia Rp Corriente total 9

Medida de capacidad a voltaje lineal 1010 Medida de capacidad a voltaje lineal RESULTADO FINAL Corriente total rectificada medida error 10

1111 2ª PARTE Diseño hardware 11

Diseño hardware Generador onda triangular Referencia de voltaje 1212 Diseño hardware Generador onda triangular Referencia de voltaje Rectificador de precisión Filtro valor medio 12

Diseño hardware MEDIDA DE CORRIENTE Se intercala una resistencia entre el generador y la carga: - Aparece un circuito derivador - Hay entonces problema de oscilaciones - El motivo es la función de transferencia del A.O. real 13

Operación derivada con circuitos 1414 Operación derivada con circuitos Respuesta de un derivador IDEAL Respuesta de un derivador REAL 14

Operación derivada con circuitos 1515 Operación derivada con circuitos DERIVADOR MEJORADO: se añade un pequeño condensador MODELO DE RESPUESTA NUEVA RESPUESTA ESCOGIENDO EL VALOR DE C2 SE ELIGE ξ 15

Operación derivada con circuitos 1616 Operación derivada con circuitos sin C2 ξ = 0,04 EJEMPLO con C2 ξ = 0,20 16

Operación derivada con circuitos Sin condensador Con condensador

Interfaz gráfico de medida 1818 3ª PARTE Interfaz gráfico de medida - Lenguaje gráfico - facilidad de conexión con adquisición de datos - creación de paneles visuales Programa LABVIEW Panel control Diagrama 18

Interfaz gráfico de medida CONEXIÓN CON LA TARJETA DE ADQUISICIÓN - El canal físico (voltios) se convierte en un canal virtual (datos) - El canal virtual se puede leer con un módulo READ - También se puede escribir datos con el módulo WRITE y convertirlo en voltios en un canal de salida

Interfaz gráfico de medida SINCRONIZACIÓN POR SOFTWARE - Bucle WHILE continuo - retardo de 100 ms - cada 100 ms se lee el voltaje del canal

Interfaz gráfico de medida PROGRAMA Lee pF y le aplica un cero de escala

Interfaz gráfico de medida PROGRAMA Pasa de pF a cm según factor de conversión

Interfaz gráfico de medida PANEL DE CONTROL

Resultados y conclusiones 4ª PARTE Resultados y conclusiones PROTOTIPO HARDWARE Montaje Medidor de corriente Generador onda triangular

Resultados y conclusiones Voltaje en la resistencia Ro Voltaje rectificado 25

Resultados y conclusiones CON PÉRDIDAS Rp= 200K Voltaje en la resistencia Ro Voltaje rectificado 26 26

Conclusiones Medidor a corriente constante No es recomendable si hay Rp Medidor a voltaje lineal No le afecta Rp Rs produce un escalón. Aparece transitorio Bajo coste Excelente linealidad. Error 1%. Estabilidad y robustez Ajuste con un solo potenciómetro Patrón de capacidad: cable RG 58 27

Líneas futuras DISEÑO MEJORADO Actuar con: señal triangular ± constante Rs consume ese voltaje constante Vx = Vmed – V med (ventana) 28

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

FUENTE DE CORRIENTE FIJA FUENTE BASICA DE CORRIENTE

FUENTE DE HOWLAND BILATERAL SOURCE CURRENT