Análisis de la impedancia eléctrica mediante señales digitales

• Autores: Javier Lario Garcia
• Directores de la Tesis: Ramon Pallàs Areny (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2007
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Vicente Feliú Batlle (presid.), Jaime Óscar Casas Piedrafita (secret.), Germà García Belmonte (voc.), Diego Ramírez Muñoz (voc.), Ramón Bragós Bardía (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Electromagnetismo
      • Conductividad
      • Magnitudes eléctricas y su medida
    • Electrónica
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• Resumen

  • Las medidas de impedancia eléctrica son el fundamento de múltiples aplicaciones en sensores, el estudio de parámetros biológicos, las medidas de conductividad de electrolitos, y los estudios de corrosión, entre otros. Ello explica la gran variedad de métodos de medida propuestos, pues las exigencias peden ser muy distintas según el campo de aplicación. Una gran parte de los métodos de medida de impedancia eléctrica utilizados actualmente, se basan en señales sinusoidales, y algunos en señales cuadradas y análisis espectral. Los métodos que permiten extraer mucha información de la impedancia medida, es decir, que permiten determinar varios elementos que describen su comportamiento con la frecuencia, son relativamente complejos, y por ello son poco adecuados para instrumentos de medida portátiles o pequeños. En esta tesis se plantea un método alternativo de medida de impedancia eléctrica, válido también cuando ésta se modela con una red eléctrica formada por la interconexión de varios elementos simples.

    Las características principales del nuevo método son: 1) la generación de las señales es muys sencilla, lo cual minimiza la complejidad del hardware; 2) el método permite medir impedancias modeladas con múltiples elementos (se ha demostrado para tres elementos, incluyendo uno de fase constante); y 3) requiere una potencia de cálculo mínima, lo que conlleva que el software necesario sea también mínimo. Las señales de excitación propuestas son digitales, pues son fáciles de generar porque tienen un conjunto finito de niveles de amplitud. Estas señales contienen múltiples armónicos, por lo que con ellas se pued extraer información de múltiples componentes de la impedancia. El método propuesto se basa en aplicar una señal digital de tensión y medir la corriente del a impedancia en tantos instantes de tiempo diferentes, como incógnitas (P) tiene el modelo de la impedancia.