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.

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

Detección de Hb en sangre

Selector de longitud de

ondaDetector

Procesador de señaly

Dispositivo de lecturaFuente

Muestra

Propiedad transducible

Principio de transducción

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.

Linealidad de amplitud

Respuesta en frecuencia

0.05 Hz 150 HzFrecuencia

Amplitud

1.0

0.1

Distorsión de fase

)cos()()cos()(

2

1

tAtvtAtv

θ : fase que debe ser minimizada

θ

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.

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.

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

Sensores Resistivos Potenciométricos

Sensores Resistivos Strain-gages

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

Sensores Resistivos

Circuitos puente

Va Vb

Sensores Resistivos Puente de Wheatstone: Suponiendo cuatro

brazos iguales a Ro y variando una cantidad ΔR

ViRoRVo

ViRRRo

RRoViRRRo

RRoVo

VbVaVo

22

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

Sensores Inductivos El voltaje de salida depende de la posición

del núcleo

mediodelefectivadadPermeabiligeométricoformadeFactorG

espirasdenúmeronGnL

L

L

::

:

2

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)

Sensores Inductivos Transformador diferencial variable (LVDT):

El voltaje de salida depende de la posición del núcleo