Clase 1

SENSORES / TRANSDUCTORES

CONTENIDO

1.Que es el Transductor?2.Que es el Sensor?3.Que es el Transmisor?4.Que características tiene un transductor?5.Que tipos de transductores hay?6.Los fenómenos físicos que se aplican en los

transductores.

Para poder efectuar medidas de diferentes magnitudes físicas con sistemas electrónicos es necesario convertir dichas magnitudes en señales eléctricas (voltaje o corriente).

Los transductores son dispositivos que realizan este tipo de conversión.

Transductores

El elemento que se encuentra en contacto directo con la magnitud física que se va a evaluar. En el sensor se produce la variación de alguna de sus características eléctricas en función de dicha magnitud física. Formando parte del transductor, el sensor es el elemento primario sensible a la magnitud física.

SENSOR

Circuito eléctrico que transforma la señal eléctrica que sale del transductor y la convierte en una señal normalizada.

Adapta la señal entregada por el transductor a la entrada de la tarjeta de adquisición de datos.

TRANSMISOR

Clasificación de los sensores

Activos: generan señales eléctricas representativas de las magnitudes a medir sin necesidad de alimentarlos con una fuente externa (termopares, cristal piezoeléctrico, etc.)

SENSOR

SENSOR


Pasivos: deben formar parte de un circuito que seria alimentado con una fuente externa, puesto que son incapaces de generar señal de forma autónoma (termo resistencia, galga, etc.)

SENSOR


Análogos: la señal eléctrica en salida es análogaDigitales: la señal eléctrica en salida es digital

RANGO DE MEDIDA: rango entre el valor máximo y mínimo de la magnitud que se puede medir con cierta precisión.

CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS SENSORES

SENSIBILIDAD: es la pendiente de la curva que relaciona la salida eléctrica con la variable física a medir.



SENSIBILIDAD: Si el sensor es lineal, su sensibilidad será constante en todo su campo de medida. Si no lo es, su sensibilidad depende del punto donde se efectúa la medida.

RESOLUCIÓN: es la variación mas débil de la magnitud de variable física detectable en salida.


NO LINEALIDAD: es la distancia mayor entre la curva de funcionamiento del sensor (dirección ascendente) y la recta del punto inicial al final de funcionamiento.


HISTERESIS: caso donde los caminos que sigue la grafica magnitud física – señal eléctrica no coinciden en al aumento y en la disminución.



Precisión: cualquier medida tomada con un sensor o transductor va ser errónea en menor o mayor medida. El error es la diferencia entre el valor leído y el valor real dado por la curva de calibración. Este error determina la precisión del dispositivo.


Precisión: ejemplo

Si un transductor de presión entrega una señal entre 4 y 20mA y su precisión es 1% del alcance, para una lectura de 12mA el valor real de salida será:

12mA ± (1%)*(20-4)mA= 12 ± 0.16 mA


Calibración: la curva característica, suministrada por el fabricante, es la representación grafica de señal obtenida a la salida en función de la magnitud física de entrada. Esta característica permite la calibración del dispositivo.


Calibración: la calibración consiste en ajustar algún componente variable del circuito, donde está instalado el sensor, para que la salida coincida con la que indica la curva característica en cada uno de los puntos del campo de medida. Son necesarios los aparatos de medida muy precisos, conocidos como patrones, para efectuar las medidas.

FENOMENOS FISICOS APLICADOS EN TRANSDUCTORES

Efecto Resistivo: la resistencia eléctrica de un material conductor


Efecto Resistivo: la resistencia cambia en función de la magnitud de variable física a medir.

El efecto resistivo se aprovecha en las termorresistencias y galgas extensiométricas.


Efecto Capacitivo: la capacitancia de un condensador


Efecto Capacitivo: la capacitancia cambia en función de la magnitud de variable física a medir.

El efecto capacitivo se aprovecha en los transductores de presión y detectores de proximidad.


Efecto Inductivo: la autoinducción de una bobina

μ = μ0 * μr es la permeabilidad del material de núcleo


Efecto Inductivo: la autoinducción (L) cambia en función de la magnitud de variable física a medir.

El efecto inductivo se aprovecha en los transductores de desplazamiento lineal.


Efecto Reluctivo: parecido al efecto inductivo, solo que en este caso se cuenta con varios bobinados atravesados por un mismo núcleo.

Al variar la posición del núcleo, varia la reluctancia. Si uno de los bobinados esta alimentado por c.a. en otros se obtiene un voltaje que es función de dicha reluctancia.


Efecto ReluctivoEl efecto reluctivo se aprovecha en el transformador diferencial de variación lineal (LVDT).


Efecto Electromagnético: inducción de voltaje cuando en una bobina se hace variar el flujo magnético que lo atraviesa.

El efecto electromagnético se aprovecha en los transductores de medición de velocidad .


Efecto Fotovoltaico: ciertos materiales semiconductores, sensibles a la luz, son capaces de cambiar sus condiciones eléctricas en función de la radiación incidente.

El efecto fotovoltaico se aprovecha en los transductores de proximidad y encoders.


Efecto Piezoeléctrico: ciertos cristales de cuarzo, sometidos a una presión en una dirección, manifiestan un voltaje en otra dirección.

El efecto piezoeléctrico se aprovecha en los transductores de medición de presión .


Efecto Termoeléctrico: si la unión de dos materiales metálicos distintos se calienta, se genera en extremos del mismo un voltaje que es proporcional a la temperatura.

El efecto termoeléctrico se aprovecha en los transductores termopares de medición de temperatura .

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