Appunti redatti dal prof. Ing. Antonio Pontillo Lez 14 PROGETTO Si realizzi un circuito di condizionamento per il rilievo dell'umidità relativa nel range [ 10% ­:­ 90%]. La tensione d’uscita V 0 sia O V per U/% = 10% e 5 V per U% = 90%. Il multvibratore astabile LM555 genera un segnale ad onda quadra con frequenza variabile dipendente dall’umidità relativa L’integrato LM331 che é il convertitore frequenza tensione che usiamo opera la conversione continua secondo la relazione: Vout =
f S × 2 , 09 ×
frequenza/tensione R L × ( R t × C t ) . R P Come si può notare la tensione d’uscita dipende oltre che dalla frequenza fS anche dai valori di resistenza disposti sul piedino 1 di uscita(RL) e dalla costante di tempo Rt × C t . La capacità Ct é sul piedino 3 mentre Rt ha un reoforo collegato a Ct e l’altro reoforo collegato all’alimentazione.La tensione Vout dipende altresì dalla resistenza Rp sul piedino 2 . Scegliendo opportunamente RL e la costante di tempo Rt × C t si può scegliere RP in modo che la tensione di uscita si incrementi di 1V ogni variazione di 1KHz. Tarando opportunamente la RP ,la tensione d’uscita Vout aumenta di 1V per ogni KHz del segnale d’ingresso. Dalla tabella precedente si ha che:
pag.1di 2 Appunti redatti dal prof. Ing. Antonio Pontillo Lez 14 per U%=10% fS=5,24 KHz per U%=90% fS= 4,14 KHz L’amplificatore operazionale per strumentazione INA111 realizza l’offset(V0=0V), il fattore di scala (V0=5V) ed una caratteristica umidità relativa/tensione crescente. La tensione di riferimento per l’offset, riferito all’umidità relativa minima ed alla V out = 5, 24 V , é realizzata dallo zener di precisione LM336­2,5V e dall’amplificatore operazionale CA3140 il cui guadagno é A = 1 +
R 3 5 , 24 =
= 2 , 096 R 2 2 , 5 R 3
= 1 , 096 . Ponendo
R 2 R2 = 10 K W si ha:
R3 = 1 , 096 × R 2 = 10 , 96 K W (valore comm. 10KΩ+ 2,2KΩ.) Per dimensionare RG occorre calcolare il guadagno dell’amplificatore per l’umidità relativa U%=90%. V 0 ( fattore di scala ) 5 5 G = =
=
= 4 , 46 V out ( U % = 90 %) - V out ( U % = 10 %) 5 , 24 - 4 , 12 1 , 12 La resistenza RG é: R G = 50 × 10 3 50 × 10 3 =
= 14 , 45 K W (valore comm. 12KW+4,7KW
G - 1 3 , 46 pag.2di 2
