1. IL TRASDUTTORE

1. IL TRASDUTTORE
Il trasduttore è il primo blocco che si incontra in un sistema di acquisizione dati monocanale. La sua
funzione è quella di convertire una variazione della grandezza fisica (G.F.) presente al suo ingresso in una
variazione di grandezza elettrica (G.E.) prima che essa venga inviata all’elaboratore; rappresenta inoltre il
blocco di retroazione di un sistema di acquisizione, trasmissione e distribuzione.
Esistono diverse classificazioni dei trasduttori :
a) In funzione della grandezza elettrica in uscita i trasduttori si suddividono in :
• Analogici
• Digitali
b) In funzione della fonte di energia esterna i trasduttori si suddividono in :
• Attivi
• Passivi
c) In funzione della natura della grandezza fisica da convertire i trasduttori si suddividono in :
• Trasduttori di temperatura
• Trasduttori di pressione
• Trasduttori di posizione
• Trasduttori di velocità
• Trasduttori di luminosità
• Trasduttori di umidità
Il blocco funzionale del trasduttore è costituito a sua volta da due blocchi :
G.F.
G.E.
Trasduttore
G.F.
Sensore
G.F.
Circuito di
conversione
G.E
Il sensore converte una variazione di grandezza fisica ancora in grandezza fisica mentre il circuito di
conversione converte la variazione di grandezza fisica in uscita dal sensore in una variazione di grandezza
elettrica.
Esistono diversi tipi di circuiti elettrici di conversione :
a) Se il sensore ha in uscita una resistenza, si utilizza per il circuito di conversione un partitore di
tensione o un ponte di Weastone.
b) Se il sensore presenta uscita reattiva, si può inserire il trasduttore in un oscillatore a onda quadra o
sinusoidale in modo tale che la frequenza del segnale in uscita dall’oscillatore dipenda dalla
reattanza del trasduttore; mediante un convertitore frequenza – tensione si ricava poi la tensione
proporzionale al valore della grandezza fisica in ingresso.
2. IL CIRCUITO DI CONDIZIONAMENTO
Il segnale proveniente dal trasduttore, prima di essere inviato al convertitore analogico – digitale, deve
essere condizionato in quanto il basso livello del segnale errore (differenza tra la tensione in uscita dal
trasduttore con quella di riferimento) non sarebbe convertibile . Vengono utilizzati a tale scopo i cosiddetti
“circuiti di condizionamento” che svolgono, a secondo dei casi, tutte o alcune delle seguenti funzioni :
a) Conversione corrente – tensione (Molti trasduttori a volte forniscono in uscita direttamente una
corrente e non una tensione. Perché il segnale possa essere inviato a un ADC si usa come circuito di
condizionamento un operazionale nella sua funzione di convertitore corrente – tensione)
b) Amplificazione e traslazione di livello (Il basso livello del segnale necessita una amplificazione per
adattare il range di uscita del trasduttore a quello di ingresso dell’ADC. Il circuito di
condizionamento ha quindi la funzione di amplificare ed eventualmente di traslare il segnale. Si
usano a tale scopo amplificatori differenziali)
c) Filtraggio (La presenza di un rumore in sovrapposizione al segnale proveniente dal trasduttore è
molto frequente. Per questo motivo è necessario inserire nel circuito di condizionamento un filtro
passa basso in grado di attenuare i segnali fuori banda)
d) Isolamento (Spesso si utilizzano come circuiti di condizionamento amplificatori di isolamento,
soprattutto per quei sistemi di controllo in cui si fa uso di apparecchiature elettromedicali, in quanto
in caso di guasto le tensioni in gioco potrebbero danneggiare le apparecchiature)
e) Linearizzazione (Quando la caratteristica del trasduttore non è lineare è necessario linearizzarla
affinchè ci sia proporzionalità tra la grandezza fisica in ingresso al trasduttore e la grandezza elettrica
in uscita . A tale scopo si inseriscono nel circuito di condizionamento apposite resistenze dette di
linearizzazione)
L’azione di filtraggio e di linearizzazione solitamente è demandata a circuiti esterni al circuito di
condizionamento a cui spetta principalmente il compito di amplificare e traslare il campo di
variazione della tensione in uscita dal trasduttore. Il circuito di linearizzazione viene posto in uscita
dal trasduttore, mentre il filtro PB viene posto in uscita dal circuito di condizionamento.

Download Report