INTRODUCCIN A LA INSTRUMENTACIN

TRANSDUCTORESDEFINICIONESTIPOSTRANSDUCTORES TPICOS

4SESINJULIO MARN RUBIOINGENIERO ELECTRNICOINSTRUMENTOS Y MEDICIONESASIGNATURAELECTRNICA INDUSTRIAL MODERNA, EUGENIO WERNRKINCK AMSTRONGBIBLIOGRAFA

TEMASDEFINICIN

TIPOS DE TRANSDUCTORESPASIVOSACTIVOS

TRANSDUCTORES TPICOSFOTORESISTENCIAS (LDR)TERMORESISTENCIAS (RTD)TERMISTORESTERMOCUPLASGALGA EXTENSIOMTRICA

DEFINICIONESEn palabras sencillas, se puede entender a un transductor como: un material o elemento que transforma una magnitud fsica, que quiere medirse, a otra magnitud fsica, que facilita la medidaEs as como existen transductores que varan su resistividad dependiendo de la temperatura, luminosidad, presin, etc.Adems contamos con transductores que desarrollan f.e.m. dependiendo de la temperatura, presin, ph, etc.

TIPOS DE TRANSDUCTORESExisten varias maneras de clasificar a los transductores. Por ejemplo: dependiendo de la magnitud que quiere medirse, tendramos transductores de temperatura, de presin, de PH, de velocidad, de luminosidad, etc. Sin embargo, la clasificacin ms sencilla es hacerlo poniendo atencin en si necesitan fuente de alimentacin o no.

TIPOS DE TRANSDUCTORES - PASIVOSSon aquellos que necesitan fuente de alimentacin para medir la variable fsica transducida. (LDR, RTD, GALGA, FOTOTRANSISTOR)

TIPOS DE TRANSDUCTORES - ACTIVOSSon aquellos que no necesitan fuente de alimentacin para medir la variable fsica transducida, puesto que son capaces de generar una f.e.m. variable con respecto a la medicin

TRANSDUCTORES TPICOSPara medir temperatura:Termoresistencias (RTD)TermistoresTermocuplasPara medir deformaciones:Galgas extensiomtricasDependiendo de la variable que requiera medirse, existen mltiples transductores para ello. As, por ejemplo, para medir luminosidad tenemos:Fotoresistencias (LDR)FotodiodosFototransistores.

TRANSDUCTORES TPICOS - LDRUna fotorresistencia, o LDR (LIGHT DEPENDENT RESISTOR), es una resistencia que vara su valor dependiendo de la intensidad de luz que incide en ella. Cuando la intensidad de la luz aumenta, el valor de la resistencia desciende, y viceversa. Una aplicacin es la automatizacin de los sistemas de iluminacin, de tal manera que al oscurecer se enciendan las luces.

TRANSDUCTORES TPICOS - ACCIN DE CARGA ALTERNA CON LDR

TRANSDUCTORES TPICOS - RTDUna termorresistencia, o RTD (RESISTOR TEMPERATURE RESISTOR), es una resistencia que vara su valor dependiendo de la temperatura aplicada en ella.Los materiales ms utilizados para fabricar RTDs son:NiquelCobrePlatino

TRANSDUCTORES TPICOS - RTD

Se distingue claramente que el Nquel es el material ms sensible, pero menos lineal. Lo contrario ocurre con el platino que tiene un comportamiento prcticamente lineal en el rango de -100 a 800C.

Esta caracterstica del platino, lo hace muy popular, ya que facilita la medicin.TRANSDUCTORES TPICOS - RTDLa necesidad de estandarizacin ha llevado a que estos dispositivos se fabriquen de modo que las resistencias que presentan a 0C sean tpicamente de 100[].

Para calcular el valor de resistencia de la RTD se debe tener en cuenta la medicin que se quiere realizar. Si se hacen mediciones entre [-100,800] se utiliza:

TEMPERATURA [C]RESISTENCIA (RO=100[])0100 100139,26200178,52300217,78

Para temperaturas extremas, se utilizan aproximaciones de segundo orden como:

TRANSDUCTORES TPICOS - RTDCuando la RTD muestra un aumento de la resistencia ante incrementos de temperatura positivos, son clasificados como elementos con coeficiente de temperatura positivos o PTCs.

TRANSDUCTORES TPICOS DETECTOR DE TEMPERATURA DE ESTADO SLIDO, TERMISTORLa conductividad de los semiconductores tambin es sensible a la temperatura, por lo tanto, estos materiales se pueden utilizar como elementos transductores de esta. Claro que a diferencia de los metales, la propiedad termomtrica de los semiconductores posee coeficiente de temperatura negativo (NTC).

TRANSDUCTORES TPICOS DETECTOR DE TEMPERATURA DE ESTADO SLIDO, TERMISTORTpicamente, los termistores se utilizan hasta temperaturas de 100C y su principal ventaja es que su sensibilidad trmica es alta. Entre los -5[%/C] a los -3,5 [%/C]

Y la relacin entre resistencia y temperatura viene dada por:

ConT0: temperatura de referencia en KT: temperatura en K: constante propia del semiconductorTRANSDUCTORES TPICOS DETECTOR DE TEMPERATURA DE ESTADO SLIDO, TERMISTOR

TRANSDUCTORES TPICOS TERMOCUPLA

Tambin llamado termopar, su montaje es muy similar al de las RTDs dado que sus aplicaciones son comunes. El principio en que se basan es el efecto Seebeck, el cual establece que: cuando dos conductores de distinto metal se conectan en lazo cerrado y ambas junturas se encuentran a distinta temperatura, en ambas junturas se establecen potenciales opuestos y de valores proporcionales a la diferencia de temperatura entre las junturas.

TRANSDUCTORES TPICOS TERMOCUPLALa consecuencia del efecto Seebeck es que en conocimiento de la temperatura de una de las junturas denominada de referencia o fra, se puede conocer la temperatura de la juntura caliente gracias a la tabulacin de las tensiones ya conocidas para una serie de combinacin de metales

T constante y conocidaTRANSDUCTORES TPICOS TERMOCUPLALa figura ilustra la relacin entre la tensin generada v/s diferencia de temperatura para termocuplas:Tipo E: Cromel - Constantan.Tipo J: Hierro Constantan.Tipo K: Cromel Alumel.Tipo S: Platino Platino Radio

Se observa que, en general, la sensibilidad de las termocuplas es baja, ya que generan una tensin del orden de las decenas de m[V] para un cambio de cientos de [C]

La termocupla tipo J es una de las ms populares por tener una respuesta bastante lineal hasta los 750[C], adems de una sensibilidad de 52[V/C]TRANSDUCTORES TPICOS TERMOCUPLA

TRANSDUCTORES TPICOS GALGA EXTENSIOMTRICA (STRAIN GAGE)La expresin de una resistencia elctrica indica que su valor no depende slo de la resistividad del material, sino que tambin de sus propiedades mecnicas (longitud y seccin del conductor). Por lo que si variara uno de esos parmetros, o ambos, variar la resistencia del conductor.

La galga extensiomtrica aprovecha esta propiedad de los materiales para medir deformaciones. De esta manera, la variacin de resistencia ser proporcional a la deformacin que ella sufra.

TRANSDUCTORES TPICOS GALGA EXTENSIOMTRICA (STRAIN GAGE)