Instrumentació electrònica

Instrumentació electrònica és la part de l'electrònica, principalment analògica, que s'encarrega del disseny i maneig dels aparats electrònics i elèctrics, sobretot per al seu us en medicions.

L'instrumentació electrònica s'aplica en el sensado i processament de l'informació provinent de variables físiques i químiques, a partir de les quals realisa el monitoreo i control de processos, amprant dispositius i tecnologies electròniques.

Sensors

Un element imprescindible para la pren de mides és el sensor que s'encarrega de transformar la variació de la magnitut a medir en una senyal elèctrica. Els sensors es poden dividir en:

• Passius: els que necessiten un aporte d'energia externa.
  • Resistivos: són els que transformen la variació de la magnitut a medir en una variació de la seua resistència elèctrica. Un eixemple pot ser un termistor, que servix per a medir temperaturas.
  • Capacitivos: són els que transformen la variació de la magnitut a medir en una variació de la capacitat d'un condensador. Un eixemple és un condensador en un material en el dielèctric que canvie la seua conductivitat davant la presència de certes substàncies.
  • Inductivos: són els que transformen la variació de la magnitut a medir en una variació de l'inductància d'una bobina. Un eixemple pot ser una bobina en el núcleu mòvil, que pot servir per a medir desplaçaments.
• Actius: els que són capaços de generar la seua pròpia energia. A voltes també se'ls crida sensors generadors. Un eixemple pot ser un transistor en el que la porta se substituïx per una membrana permeable solament a algunes substàncies (IsFET), que pot servir per a medir concentracions.

Nota: Walt Kester de Analog Devices dona una classificació oposta a la mencionada anteriorment, com a eixemple un termistor seria un sensor passiu (necessita d'un aporte d'energia) i un termoparell seria actiu (no necessita aporte d'energia externa).

Atres eixemples són: termoparell, fotorresistencia, fotodiodo, fototransistor, condensador de plaques mòvils, sensor d'efecte Hall, etc.

A voltes també es pot aprofitar una característica no desijada d'un element, com la dependència de la temperatura en els semiconductors, per a usar estos elements com a sensors.

Acondicionadors

La senyal d'eixida d'un sensor no sol ser vàlida per al seu processat. Per lo general requerix d'una amplificament per a adaptar els seus nivells als del restant de la circuitería. Un eixemple d'amplificador és l'amplificador d'instrumentació, que és molt immune a cert tipo de soroll.

No solament cal adaptar nivells, també pot ser que l'eixida del sensor no siga llineal o inclús que esta depenga de les condicions de funcionament (com la temperatura ambiente o la tensió d'alimentació) per lo que cal linealizar el sensor i compensar les seues variacions. La compensació pot ser hardware o software, en este últim cas ya no és part de l'acondicionador.

Atres voltes l'informació de la senyal no està en el seu nivell de tensió, pot ser que estiga en la seua freqüència, la seua corrent o en algun atre paràmetro, per lo que també es poden necessitar demoduladores, filtres o convertidors corrent-tensió. Un eixemple de quan l'informació no està en el nivell de tensió pot ser un sensor capacitivo, en el que es necessita que tinga una senyal variable en el temps (preferentment sinusoidal).

Un eixemple clàssic d'acondicionador és el pont de Wheatstone, en el que se substituïxen una o vàries impedència del pont per sensors. A continuació típicament es coloca un amplificador.

Per últim, entre l'acondicionador i el següent pas en el procés de la senyal pot haver una certa distància o un alt nivell de soroll, per lo que una senyal de tensió no és adequada al verse molt afectada per estos dos factors. En este cas es deu adequar la senyal per al seu transport, per eixemple transmetent l'informació en la freqüència o en la corrent (per eixemple el bucle de 4-20mA).

Vore també

• Transductor
• Adquisició de senyes
• Electrònica de control
• Fluix d'un instrument
• GPIB
• Instrument de medició
• Llista d'instruments de medició