Maximum Signal or Power Transfer: Temperature Sensors (En / Spn)

in Geek Zone6 months ago

Probably not many people have heard about Maximum Power or Signal Transfer Theorem. And, this is understandable because it is a topic talked about when studying electricity at university level. In any case, how can we people, who have not studied such subject, put that to our benefit? Or is it a Theorem very similar to Pythagoras’, to which we do not see its application in daily routine? Those of us who have had the opportunity either to study o read about the Maximum Power or Signal Transfer Theorem do not know how to put that into practice. Very much like Pythagoras’ Theorem. For sure we have studied it at secondary or high school, but we do not know what if it has any application in real normal life and if it has any benefit for us to have studied it.

Probablemente no mucha gente haya oído hablar del Teorema de la Máxima Transferencia Potencia o de Señales. Y, esto es comprensible porque es un tema del que se habla cuando se estudia electricidad en la universidad. En cualquier caso, ¿cómo podemos ponerlo en práctica las personas que no hemos estudiado esa materia? ¿O es un Teorema muy parecido al de Pitágoras, al que no le vemos su aplicación en la rutina diaria? Los que hemos tenido la oportunidad de estudiar o leer sobre el Teorema de la Máxima Transferencia de Potencia o de Señales no sabemos cómo ponerlo en práctica. Muy parecido al Teorema de Pitágoras. Seguro que lo hemos estudiado en secundaria o bachillerato, pero no sabemos si tiene alguna aplicación en la vida real normal y si tiene algún beneficio haberlo estudiado


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Resistance value of a Temperature Sensor at room temperature / Valor de Resistencia de un Sensor de Temperatura a temperatura ambiente.

Before getting into the subject, let us remember Pythagoras’ Theorem by having a look at the following picture and let me tell you about a short story when I applied it almost without realizing it:

Antes de entrar en materia, recordemos el Teorema de Pitágoras echando un vistazo a la siguiente imagen y déjenme contarles una pequeña anécdota en la que lo apliqué casi sin darme cuenta:


2 PYTHAGORAS’ THEOREM.jpg
From my PPP / De mis PPP

Once, I was building a 60 cm wide overlay for a built-in kitchen. This was to be perpendicular to the wall. Normally, builders use a square to measure the perpendicularity of the floor to the wall. Not having the square, I was wondering how to solve this difficulty. Well, the builder told me to mark a point A on the wall. Then, perpendicularly and away from the wall, to measure 60 cm and mark the point on the floor as B. Then, from this point B, to measure 80 cm over the floor and parallel to the wall and mark this point as C. Finally, if the 60 cm line I had made was perpendicular to the wall, then from point C on the floor to point A on the wall the distance should be 1 mt. In other words, "I was drawing a right-angle triangle on the floor !!!!".

That is

    (0.60)square + (0.80)square = 0.36 + 0.64 = 1

First time in practice that I had seen the use of this theorem.

En una ocasión, estaba construyendo un sobrepiso de 60 cm de ancho para una cocina empotrada. Este debía ser perpendicular a la pared. Normalmente, los constructores utilizan una escuadra para medir la perpendicularidad del suelo a la pared. Al no tener la escuadra, me preguntaba cómo resolver esta dificultad. Pues bien, el albañil me dijo que marcara un punto A en la pared. Luego, perpendicularmente y lejos de la pared, medir 60 cm y marcar el punto en el suelo como B. Luego, desde este punto B medir 80 cm sobre el suelo y paralelo a la pared y marcar este punto en el suelo como C. Finalmente, si la línea de 60 cm que había hecho era perpendicular a la pared, entonces desde el punto C en el suelo al punto A en la pared la distancia debería ser de 1 mt. En otras palabras, "estaba dibujando un triángulo rectángulo sobre este piso !!!!".

Es decir
(0.60)al cuadrado + (0.80)al cuadrado = 0.36 + 0.64 = 1

Primera vez que habia visto en la práctica el uso de este teorema.

Having said that, let us consider what the Theorem of Max Power/Signal Transfer states and how we benefit from it, just by its application. It states that:

Dicho esto, consideremos lo que establece el Teorema de la Máxima Transferencia de Potencia/Señal y cómo nos beneficiamos de éste, con su aplicación. Este establece que:

"The Maximum External Power from a source VS, with a finite internal resistance RS, is provided when the resistance of the load, RL, equals the resistance of that source as viewed from its output terminals A and B"

"La Máxima Potencia externa de una fuente VS, con una resistencia interna finita RS, se da cuando la resistencia de la carga, RL, es igual a la resistencia de esa fuente vista desde sus terminales de salida A y B".


3 Max P - S Trnasfer.jpg
From my PPP / De mis PPP

How are we supposed to understand this and thereby apply it? Let us think of a loudspeaker we are supposed to connect to the power output of a sound system. If the resistance of the loudspeaker is not equal or fairly similar to the value of the internal resistance we measure at the output of the sound system, the sound being reproduced would be very faint, no matter how high we may rise up the volume.

¿Cómo debemos entenderlo y aplicarlo? Pensemos en un altavoz que debemos conectar a la salida de potencia de un sistema de sonido. Si la resistencia del altavoz no es igual o bastante similar al valor de la resistencia interna que medimos a la salida del equipo de sonido, el sonido que se reproduce sería muy débil, por mucho que subamos el volumen.


4.1.jpg

To get around this challenge various loudspeakers should be connected in series, and if the case requires it, some resistors may be added to get as close as possible to the output resistance value of the sound system. This is why the output resistance of the sound system is specified.

To understand it further, think of a fire hose not long enough, used to deliver water to extinguish a fire. If a smaller diameter fire hose is connected to it, probably higher pressure would be obtained, but the quantity of water being delivered would decrease. On the other hand, if a greater diameter fire hose is connected, the same quantity of water would be supplied, but the pressure would decrease. So, the two fire hoses must have the same size to obtain maximum water transfer. In our case, same size of resistance.

Para sortear este reto, se deben conectar varios altavoces en serie y, si el caso lo requiere, se pueden añadir algunas resistencias para acercarse lo más posible al valor de la resistencia de salida del sistema de sonido. Por eso se especifica la resistencia de salida del sistema de sonido.

Para entenderlo mejor, pensemos en una manguera de incendios no lo suficientemente larga, utilizada para suministrar agua para extinguir un incendio. Si se le conecta una manguera de menor diámetro, probablemente se obtendría una mayor presión, pero la cantidad de agua que se entrega disminuiría. Por otro lado, si se conecta una manguera de mayor diámetro, se suministraría la misma cantidad de agua, pero la presión disminuiría. Por lo tanto, las dos mangueras deben tener el mismo tamaño para obtener la máxima transferencia de agua a la presión original. En nuestro caso, el mismo tamaño de resistencia.

This is why when considering changing a temperature sensor for the electronic card in the console of the air conditioner, the resistance of the temperature sensor and the output resistance of the card where the previous is to be connected, must be measured and should be very near in value, otherwise a malfunctioning could be present.

I did so and these are the values obtained for their resistance at room temperature.

Es por ello que cuando se piensa en cambiar un sensor de temperatura de la tarjeta electrónica de la consola del aire acondicionado, se debe medir la resistencia del sensor de temperatura y la resistencia de salida de la tarjeta donde se va a conectar el anterior, y deben estar muy cerca en valor, de lo contrario podría haber un mal funcionamiento.

Así lo hice y estos son los valores obtenidos para su resistencia a temperatura ambiente.


4.2 Comparison.jpg
Table of Sensor and Card Output Resistance Comparison / Tabla de Comparación de Valores de Resistencia de Sensor y Tarjeta Electrónica


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Resistance Value for Room Temp Sensor / Valor de Resistencia de Sensor de Temp Ambiente.


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Pins where to measure Card Output Resistance / Pines de medición de la Resistencia de Salida en la Tarjeta Electrónica.


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Card Output Resistance Value where Room Temp Sensor is connected / Valor de Resistencia de Salida en la tarjeta donde se conecta el sensor de Temp Ambiente.


6.jpg
Resistance Value for Tubing Temp Sensor / Valor de Resistencia de Sensor de Temp de tuberia.


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Pins where to measure Card Output Resistance for Tubing Temp Sensor conexion / Pines de medición de la Resistencia de Salida en la Tarjeta Electrónica para el punto de conexión del Sensor de Temp de Tuberia.


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Card Output Resistance Value where Tubing Temp Sensor is connected / Valor de Resistencia de Salida en la tarjeta donde se conecta el sensor de Temp de tuberia.

Comparing the corresponding values, and applying the theorem definition, it can be concluded that the sensor resistance does not match the output resistance at the connector of the electronic card. So, according to the Max Power/Signal Transfer Theorem, it can be said that there is a high probability that there is going to be a malfunctioning.

Once the console of the air conditioner was assembled, after a period of 25 mins elapsed, It ended up displaying Error E4.

This somehow probes the practical application of the Max Power/Signal Transfer Theorem.

Comparando los valores correspondientes, y aplicando la definición del teorema, se puede concluir que la resistencia del sensor no coincide con la resistencia de salida en el conector de la tarjeta electrónica. Por lo tanto, de acuerdo con el Teorema de la Transferencia de Potencia/Señal Máxima, se puede decir que existe una alta probabilidad de que se produzca un mal funcionamiento.

Una vez montada la consola del aire acondicionado, tras un periodo de 25 minutos transcurridos, acabó mostrando el Error E4.

Esto prueba de alguna manera la aplicación práctica del Teorema de la Transferencia Máxima Potencia/Señal.

All photographs used are of my own.

Todas las fotografías utilizadas son de mi autoría

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