Principios sobre transductores
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Principios sobre transductores
Un transductor es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.
Se tomarán los transductores que convierten eventos fisiológicos en señales eléctricas.
Se trabajará con sensores capacitivos, resistivos, inductivos, piezoeléctricos, fotoeléctricos, electroquímicos, etc.
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Principios sobre transductores
Propiedad transducible: Es una característica singular de un evento a la cual se le puede aplicar un principio de transducción.
Principio de transducción: Método empleado para convertir la propiedad transducible en una señal eléctrica
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Detección de Hb en sangre
Selector de longitud de
ondaDetector
Procesador de señaly
Dispositivo de lecturaFuente
Muestra
Propiedad transducible
Principio de transducción
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Características de los transductores
Regla de Kelvin (instrumentación): El instrumento de medida no debe alterar el evento que se está midiendo.
Tres criterios de reproducción fiel: Linealidad de amplitud, respuesta en frecuencia adecuada y mínima distorsión de fase.
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Linealidad de amplitud
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Respuesta en frecuencia
0.05 Hz 150 HzFrecuencia
Amplitud
1.0
0.1
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Distorsión de fase
)cos()()cos()(
2
1
tAtvtAtv
θ : fase que debe ser minimizada
θ
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Clasificación de los transductores
De acuerdo a la propiedad transducible: Temperatura Absorbancia de luz Flujo Presión Desplazamiento Biopotencial, etc.
Principio de transducción: Óptico Resistivo Inductivo Piezoeléctrico, etc.
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Transductores de desplazamiento
Se emplean para medir tamaño, forma y posición de órganos o tejidos.
Trabajan en modo directo o indirecto. Pueden emplear diversos principios de
transducción.
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Sensores Resistivos
Potenciométricos: Traslacional y rotacional.
Strain-gages: No adheridos, adheridos, semiconductores, de mercurio.
Circuitos puente: Sirven para procesar las señales de los strain-gages
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Sensores Resistivos Potenciométricos
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Sensores Resistivos Strain-gages
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Sensores Resistivos Strain-gages
GfactoroindicadorFactorLLLL
RRG
LL
RR
allegaSe
DAquesabiendoy
LL
DD
LconDrelacionaPoissonderelaciónLaAA
LL
RR
ALALA
ALR
AdLdALA
AdLdR
ALR
:)21(
)6()21(
:
)5(4
:
)4(
:
)3(:)1()2(
)2(
)1(
2
2
2
Efecto dimensional Efecto piezorresitivo
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Sensores Resistivos
Circuitos puente
Va Vb
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Sensores Resistivos Puente de Wheatstone: Suponiendo cuatro
brazos iguales a Ro y variando una cantidad ΔR
ViRoRVo
ViRRRo
RRoViRRRo
RRoVo
VbVaVo
22
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Puente de Wheatstone: Sistema para balancear los brazos del puente
Rx = 10 * Rj (j=1,2,3,4)Ry = 25 * Rj
Sensores Resistivos
c
b
d
aR4
uo
ui
R3
R2
Ry
Ri
Rx
R1
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Sensores Inductivos El voltaje de salida depende de la posición
del núcleo
mediodelefectivadadPermeabiligeométricoformadeFactorG
espirasdenúmeronGnL
L
L
::
:
2
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Sensores Inductivos Hay tres tipos de sensores inductivos
c
d
c
c
d
(a) (b) (c)
c
d
a a
a
be
d
c
b
b
d
Autoinductancia Inductancia mutua Transformador diferencial
variable (LVDT)
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Sensores Inductivos Transformador diferencial variable (LVDT):
El voltaje de salida depende de la posición del núcleo