Fórmulas de Sensores y ADC

Las fórmulas de sensores y ADC conectan la resolución, la tensión de referencia y el muestreo con la precisión de medición del mundo real. Estas calculadoras te ayudan a elegir convertidores y a escalar señales a su rango completo. Son esenciales para la adquisición de datos y la instrumentación.

Calculadoras de fórmulas de Sensores y ADC

Resultado resuelto para cada fórmula de Sensores y ADC

Fórmula Expresión Resultado resuelto
Resolución del ADC (LSB) LSB = Vref / 2^N Reference Voltage 0.33 V, Resolution (bits) 0.8 bits → LSB Voltage = 0.1895 V
SNR teórica del ADC SNR = 6.02 × N + 1.76 dB Resolution (bits) 0.8 bits → SNR (dB) = 6.576 dB
Temperatura de Steinhart-Hart 1/T = A + B×ln(R) + C×(ln(R))³ Coefficient A 0.025, Coefficient B 0.055, Coefficient C 0.118, Thermistor Resistance 100 Ω → 1/T = -273.1
Puente de Wheatstone Vout = Vin × (R3/(R3+R4) − R2/(R1+R2)) Supply Voltage 0.33 V, R1 100 Ω, R2 0.22 kΩ, R3 0.47 kΩ, R4 47 Ω → Vout = 73.13 mV
Función de Transferencia de Sensor Lineal Vout = S × valor + desplazamiento Sensitivity (V/unit) 0.001 V/unit, Measured Value 0.025, Offset 0.726 V → Sensor Output = 0.726 V
Mejora de SNR por sobremuestreo SNR_eff = SNR + 10 × log10(N) Original SNR 0.66 dB, Oversampling Ratio 0.025 → Effective SNR = -15.36 dB
RTD Callendar-Van Dusen R(T) = R0 × (1 + A×T + B×T²) R0 (at 0°C) 1 Ω, Coefficient A 0.025, Coefficient B 0.055, Temperature 2.5 °C → R(T) = 1.406 Ω
Cambio de resistencia de galga extensométrica ΔR = R × GF × ε Nominal Resistance 1 Ω, Gauge Factor 0.025, Strain (µε) 0.055 → Resistance Change = 1.38 × 10⁻⁶ mΩ
Tensión del efecto Hall Vh = Rh × I × B / t Hall Coefficient 0.025 m³/C, Bias Current 100 µA, Magnetic Field 0.055 T, Plate Thickness 0.1 mm → Hall Voltage = 1.375 mV
Divisor con termistor NTC Vout = Vcc × Rntc / (Rntc + Rfixed) Supply Voltage 0.726 V, NTC Resistance 100 Ω, Fixed Resistor 0.22 kΩ → Output Voltage = 0.2269 V
Cambio en sensor capacitivo ΔC = ε0 × A / d Permittivity (pF/m) 1 pF/m, Sensor Area 10 mm², Gap Distance 0.1 mm → Capacitance = 0.1 pF
Corriente del Fotodiodo Iph = S × E × A Responsivity 0.025 A/W, Irradiance 0.055 W/m², Active Area 0.1 mm² → Photocurrent = 137.5 pA
Tensión Seebeck del termopar V = S × ΔT Seebeck Coefficient 0.025, Temperature Difference 2.5 °C → Thermocouple Voltage = 62.5 mV
Medición con shunt de corriente I = Vshunt / Rshunt Shunt Voltage 10 mV, Shunt Resistance 0.1 mΩ → Measured Current = 100 A
Medición de distancia ultrasónica d = v × t / 2 Round-Trip Time 100 ns → Distance = 0.01715 mm
Velocidad del Codificador Óptico n = (count / PPR) × 60 / t Pulse Count 0.055, Pulses Per Rev 0.118, Measurement Time 100 µs → Speed (RPM) = 279700
SNR del ADC Limitada por Jitter de Reloj SNR = −20 · log10(2π · f · tj) Input Frequency 100 kHz, RMS Jitter 1 ps → SNR = 124 dB
Tensión de Ruido de Cuantización del ADC e = (FS / 2ᴺ) / √12 Full-Scale Range 0.33 V, Resolution (bits) 0.025 → RMS Quantization Noise = 93.63 mV
Error de Deriva de la Referencia de Tensión error(ppm) = TC · ΔT Temp Coefficient 0.5 ppm/°C, Temperature Span 2.5 °C → Error = 1.25

Variables usadas en las fórmulas de Sensores y ADC

  • LSB — Tensión del bit menos significativo (V)
  • Vref — Tensión de referencia del ADC (V)
  • N — Resolución del ADC en bits
  • SNR — Relación señal-ruido máxima (dB)
  • T — Temperatura en Kelvin (convertida a °C en la salida)
  • A, B, C — Coeficientes de Steinhart-Hart (de calibración u hoja de datos)
  • R — Resistencia del termistor a la temperatura medida (Ω)
  • C — Steinhart-Hart coefficient C (from calibration or datasheet)
  • Vout — Tensión de salida del puente (V)
  • Vin — Tensión de excitación del puente (V)
  • R1, R2 — Resistencias en un brazo divisor (Ω)
  • R3, R4 — Resistencias en el otro brazo divisor (Ω)
  • R3 — Resistor in the second divider arm (Ω)
  • R4 — Resistor in the second divider arm (Ω)
  • S — Sensibilidad o factor de escala (V por unidad de medida)
  • valor_medido — Magnitud física que se está midiendo
  • desplazamiento — Tensión de salida con entrada cero (V)
  • SNR_eff — SNR efectiva tras el sobremuestreo y la diezmación (dB)
  • R(T) — Resistencia del RTD a la temperatura T (Ω)
  • R0 — Resistencia a 0°C (Ω)
  • A — Primer coeficiente (3,9083 × 10⁻³ °C⁻¹ para IEC 60751)
  • B — Segundo coeficiente (-5,775 × 10⁻⁷ °C⁻² para IEC 60751)
  • ΔR — Cambio de resistencia (Ω)
  • GF — Factor de galga (adimensional)
  • ε — Deformación mecánica en microdeformación (µε)
  • Vh — Tensión Hall (V)
  • Rh — Coeficiente Hall (m³/C)
  • I — Corriente de polarización a través del elemento Hall (A)
  • t — Espesor del elemento Hall (m)
  • Vcc — Tensión de alimentación (V)
  • Rntc — Resistencia del termistor NTC a la temperatura actual (Ω)
  • Rfixed — Resistencia fija en serie (Ω)
  • ΔC — Cambio de capacitancia debido a la proximidad (F)
  • ε0 — Permitividad del medio del espacio (F/m), típicamente 8.854 pF/m para el aire
  • d — Distancia entre el dedo y el electrodo (m)
  • Iph — Fotocorriente generada por el fotodiodo (A)
  • E — Irradiancia (densidad de potencia óptica) en la superficie del detector (W/m²)
  • V — Tensión de salida (nivel µV, introducida en la unidad base V)
  • ΔT — Diferencia de temperatura entre las uniones caliente y fría (°C)
  • V_shunt — Caída de tensión en el shunt (V)
  • R_shunt — Resistencia del shunt (Ω)
  • n — Velocidad de rotación (RPM)
  • count — Número de pulsos del codificador contados en el período de medición
  • PPR — Pulsos del codificador por revolución
  • f — Frecuencia de la entrada analógica (Hz)
  • tj — Jitter RMS de apertura/reloj (s)
  • e — Tensión RMS de ruido de cuantización (V)
  • FS — Rango de entrada a fondo de escala (V)
  • error — Error total de deriva (ppm)
  • TC — Coeficiente de temperatura (ppm/°C)

Preguntas frecuentes sobre Sensores y ADC

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