CAMPUS ERMITA

LICENCIATURA: INGENIERIA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

ASIGNATURA: ELECTRÓNICA

NOMBRE DEL PROFESOR: ING. ROBERTO BADILLO TRISTÁN

TEMA DE LA MATERIA: TRANSDUCTORES COMO ELEMENTOS DE ENTRADA

NOMBRE DEL ALUMNO: MÉNDEZ MANCILLA BERENICE

FECHA DE ENTREGA:22/06/2013

Los transductores, están constituidos por un sensor y circuitos electrónicos, posibilitan la conversión de magnitudes físicas no eléctricas como temperatura, fuerza, presión, distancia, movimiento, etc., en magnitudes eléctricas ya sean tensiones o corrientes .En particular, si la señal a medir es una magnitud eléctrica, el transductor es denominado convertidor de medida (CM). Éstos toman como fuente una señal eléctrica (tensión, corriente, potencia, frecuencia, etc.) y la transforman a otra señal eléctrica proporcional a lo que se quiere medir.

El término transductor ha sido aplicado a dispositivos, o combinaciones de dispositivos, que convierten señales, o energía, de una forma física a otra forma. Es un sistemas de medición, como un dispositivo que provee una salida usable, en respuesta a una medida (una cantidad física, propiedad o condición, la cual es medida" y la salida es una cantidad eléctrica, producida por un transductor, que es función de la medida) especificada.

(pasivos o activos)(pasivos o activos) :Se Llaman transductores pasivos a aquellos que requieren una fuente eléctrica externa como excitación.En ellos, la magnitud medida produce un cambio en un elemento eléctrico pasivo del circuito (resistencia,capacitor, o inductancia).Los transductores activos son aquellos que generan un voltaje de salida por si mismos. Las salidas autogeneradasson usualmente de bajo nivel y requieren una etapa posterior de amplificación.

Por el tipo de salida (analógica o digital)Por el tipo de salida (analógica o digital) : La mayoría de los transductores tienen una salida analógica. Se llama analógica a una señal de salida que es una función continua de la medida, excepto por la modificación debida a la resolución del transductor, por ejemplo voltaje o corriente eléctrica. Esta señal puede ser tomada como el valor de la variable física que se mide. En los transductores pasivos, la salida analógica es a menudo proporcional, en la proporción de la salida de voltaje del transductor con respecto a algún voltaje de referencia.Dentro de las salidas analógicas, podemos distinguir: Salidas analógicas de voltajes: pueden ser DC o AC. Salidas analógicas de corrientes: encuentran aplicación en procesos de control. Salidas analógicas de pulso: esto es una serie de pulsos de frecuencia proporcional a la magnitud medida.

Los transductores digitales transductores digitales producen una señal de salida digital, en la forma de un conjunto de bits de estado en paralelo o formando una serie de pulsaciones que pueden ser contadas. En una u otra forma, las señales digitales representan el valor de la variable medida. Los transductores digitales suelen ofrecer la ventaja de ser más compatibles con las computadoras digitales que los sensores analógicos en la automatización y en el control de procesos.

Por el principio de funcionamiento: Por el principio de funcionamiento: Se utilizan para convertir la cantidad variable, se puede medir diversas magnitudes..1. Transductores Resistivos.1.1. Ex tensiómetros (metálicos y con semiconductores).1.2. Termómetros termo conductores (bulbos resistivos y termistores).1.3. Sensores fotocondutores (fotocélulas de sulfuro de cádmio).1.4. Medidores de conductividad química.2. Transductores Inductivos.2.1. Transformador Lineal diferencial variable (LVDT).2.2. Pick ups de reluctancia variable (como en las cápsulas reproductoras).2.3. Generadores y receptores Selsyn.3. Transductores Capacitivos.3.1. Sensores LC y RC de alta frecuencia (como en los pick ups de vibración).3.2. Válvula reactancia para producir modulación de frecuencia (como en telemetría).4. Transductores divisores de voltaje.4.1. Sensor por posición de potenciómetro.4.2. Divisor de voltaje accionado por presión.5. Transductores generadores de voltaje.5.1. Piezoeléctrico (micrófono y acelerómetro de cristal).5.2. Tacómetro.5.3. Sensor de termo cupla.5.4. Celda fotovoltaica.

1. Mecánicos: ex tensiómetros (de movimiento) para fuerza, peso o torque; medidores de presión y flujo;acelerómetros; higrómetros.2. Térmicos: termómetro de resistencia; termocupla; termistor.3. Ópticos: fotovoltaicos (celdas o baterías solares); celdas fotoconductoras.4. Acústicos: micrófonos.5. Magnéticos: permeámetros; magnetómetros; semiconductores de Efecto Hall.6. Químicos: pH y celdas de conductividad.7. Biológicos: electroencefalógrafo.8. Nucleares: tubo de Geiger, cámara de ionización; detectores de radiación por centelleo y porsemiconductores.

La selección se basa en la decisión sobre cual es el sensor más adecuado. Esto depende del material del objeto el cual debe detectarse. Si el objeto es metálico, se requiere un sensor inductivo. Si el objeto es de plástico, papel, o si es líquido (basado en aceite o agua), granu1ado o en polvo, se requiere un sensor capacitivo. Si el objeto puede llevar un imán, es apropiado un sensor magnético. Para elegir un sensor adecuado se deben seguir estos cuatro pasos: * FORMA DE LA CARCASA * DISTANCIA OPERATIVA. * DATOS ELECTRÓNICOS Y CONEXIONES * GENERALIDADES

Selección de loS SenSoreS en la automatización

Transductores de desplazamiento para medidas de grandes distancias. Utilizan principalmente el radar. El radar es un sistema para detectar, mediante el empleo de ondas electromagnéticas la presencia y la distancia a la que se encuentran objetos que interceptan en su propagación. Por medio de una antena emiten radiaciones electromagnéticas en una determinada dirección. Un receptor amplifica los ecos que recibe del objeto cuya distancia D se desea medir.2D C t Δ= donde c es la velocidad de propagación de las ondas y Δt es el tiempo transcurrido desde que la onda es emitida hasta que se recibe.Se utilizan en control de nivel de llenado de tolvas, indicación de alturas, etc.Un sistema basado en ultrasonidos utilizado en exploración náutica es el sonar que utiliza la misma fórmula anterior. Para topografía, se emplea el rayo láser. Semejante al de los captadores ópticos y se aplican las ecuaciones de las ondas electromagnéticas.

Transductores de desplazamiento para medidas de distancias cortasCuando la distancia que se va a medir no supera algunos metros, se utiliza un potenciómetro acopladosobre un eje roscado, cuyo movimiento determina la posición del elementomóvil cuya posición se quiere medir. El principal inconveniente en el empleode potenciómetros es el desgaste que se produce en el elemento móvil.

Según sea el tipo de transductor pueden ser:Resistivos: Existen resistencias de hilo metálico o material semiconductor construidas para variar la resistencia al ser deformadas. Estas resistencias se llaman bandas extensiométricas, y se adhieren sobre el soporte adecuado para medir su deformación. También se emplean potenciómetros (resistores sobre los que se desliza un contacto eléctrico llamadocursor.Los modelos de potenciómetros disponiblescomercialmente admiten movimientoslineales y circulares.

Galgas extensiométricas: Galgas extensiométricas: Las galgas extensiométricas se basan en la variación de longitud y diámetro (y, por lo tanto, de resistencia) que tiene lugar en un hilo de conductor o semiconductor al ser sometido a un esfuerzo mecánico como consecuencia de una presión (efecto piezoresistivo). En general el valor de la resistencia cumple la expresión:R=Ro(1+x) X=Kε ε= σ/E E=módulo de YoungRo: Resistencia sin ningún esfuerzo aplicado.K: Factor de sensibilidad de la galga (aproximadamente 2)ε: deformación unitaria longitudinal (medida a dimensional de la deformación)Para medir la variación de la resistencia eléctrica de las galgas se utiliza el puente de Wheatstone. Las galgas pueden ser una, dos o todas las resistencias del puente.Cuando es cero el puente está en equilibrio. La variación de una de las resistencias produce un desequilibrio. Cuando el puente está en equilibrio, se cumple que R1.R3=R2.R4

Los transductores de temperatura más importantes son.Termoresistencias: Termoresistencias: se basan en la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. Se denominan también sondas de resistencia, sondas termométricas o simplemente resistencias RTD.Sabemos que existe una relación entre la resistencia y la temperatura de un cuerpoRT=Ro (1+α Δ T) T=T-ToDonde Ro es la resistencia a To ºC, RT la resistencia a T ºC y α el coeficiente de temperatura.Es semejante a la de las galgas extensiométricas.Las termoresistencias están constituidas por un hilo muy fino de un conductor metálico, bobinado entre capas de material aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o de cerámica. Para el hilo se emplea platino, níquel.

Termistores: Termistores: se basan en la variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura. clasifican en:- Termistores o resistencias NTC: - Termistores o resistencias NTC: son de coeficiente de temperatura negativo, es decir la resistencia disminuye al aumentar la temperatura y viceversa.- Termistores o resistencia PTC: - Termistores o resistencia PTC: son de coeficiente de temperatura positivo, es decir la resistencia aumenta o disminuye al aumentar o disminuir respectivamente la temperatura.Se utilizan como medida de temperatura en motores eléctricos, hornos, protección de sobrecargas, etc.Termopares: Termopares: se basan en la fuerza electromotriz creada en la unión de dosmetales distintos por uno de sus extremos (efecto Seebeck). Cuando launión se calienta aparece una diferencia de potencial entre los extremoslibres.

El efecto Peltier El efecto Peltier provoca la liberación o absorción de calor en la unión de dos metales distintos cuando circula una corriente a través de la unión.El efecto Thomson El efecto Thomson consiste en la liberación o absorción de calor cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente de temperatura.

LDR: LDR: varían su resistencia dependiendo de la luz que inciden sobre ellas. Son de coeficiente de luz negativo, es decir la resistencia disminuye al aumentar la luz o viceversa.La ley de variación de la resistencia en función de la energía luminosa recibida es: R=Ke-α donde k y α dependen del material que constituye la resistencia.La rapidez de respuesta de las LDR es escasa.Fotodiodos: Fotodiodos: Es la conducción inversa de un diodo cuando éste se somete a la acción de la luz. Al aumentar la cantidad de luz se incrementa la circulación de corriente inversa. Fototransistores: Fototransistores: funcionan de manera similar a la de un transistor normal en el que la corriente que se inyecta por la base del transistor ha sido suministrada por la luz.