Teaching general concepts about sensors and transfer functions with a voltage divider

Abstract

This work proposes the use of a simple voltage divider circuit composed by one potentiometer and one resistor to simulate the behavior of the electrical output signal of linear and nonlinear sensors. It is a low cost way to implement practical experiments in classroom and it also enables the analysis of interesting topics of electricity. This work induces naturally to a class guide where students can build and characterize a voltage divider to explore several concepts about sensors output signal. As the result of this teaching activity it is expected that students understand fundamentals of voltage divider, potentiometer operation, fundamental sensor characteristics, transfer function, and, besides, associate directly concepts of physics and mathematics with a practical approach.

Este trabajo propone la utilización de un circuito divisor de voltaje sencillo compuesto por un potenciómetro y una resistencia para simular el comportamiento de la señal eléctrica de salida de los sensores lineales y no lineales. Este es un camino de bajo costo para implementar los experimentos prácticos en el aula y también permite el análisis de temas de interés de la electricidad. Este trabajo induce naturalmente a una guía de clase donde los estudiantes pueden construir y caracterizar un divisor de tensión para explorar varios conceptos acerca de la señal de salida de los sensores. Como resultado de esta actividad docente se espera que los estudiantes entiendan los fundamentos del divisor de tensión, el funcionamiento del potenciómetro, las características fundamentales del sensor, la función de transferencia, y, además, se asocian directamente los conceptos de Física y Matemáticas con un enfoque práctico.