SENSORES Un sensor es un dispositivo que, a partir de la energa del medio donde se mide, da una seal de salida transducible que es funcin de la variable medida. Sensor y transductor se emplean a veces como sinnimos, pero sensor sugiere un significado ms extenso: la ampliacin de los sentidos para adquirir UD conocimiento de cantidades fsicas que, por su naturaleza o tamao, no pueden ser percibidas directamente por los sentidos. Transductor, en cambio, sugiere que la seal de entrada y la de salida no deben ser homogneas.

Tipos de sensores

El nmero de sensores disponibles para las distintas magnitudes fsicas es tan elevado que no se puede proceder racionalmente a su estudio sin clasificarlos previamente de acuerdo con algn criterio.

Segn el aporte de energa, los sensores se pueden dividir en activos y pasivos. Los sensores activos son aquello que generan seales representativas de las magnitudes a medir en forma autnoma, sin requerir de fuente alguna de alimentacin. Ejemplo: sensores piezo elctricos, fotovoltaicos, termoelctricos, electroqumicos, magneto elctricos.

Los sensores pasivos son aquellos que generan seales representativas de las magnitudes a medir por intermedio de una fuente auxiliar. Ejemplo: sensores de parmetros variables (de resistencia variable, de capacidad variable, de inductancia variable).

Segn la seal de salida, los sensores se clasifican en analgicos o digitales. En los analgicos la salida vara, a nivel macroscpico, de forma continua. La informacin est en la amplitud, si bien se suelen incluir en este grupo los sensores con salida en el dominio temporal. Si es en forma de frecuencia, se denominan, a veces, casi digitales, por la facilidad con que se puede convertir en una salida digital.

TRANSDUCTORES

Un sistema de instrumentacin electrnico consiste de varios componentes que se utiliza para realizar una medicin y registrar el resultado. Por lo general consta de tres elementos principales: un dispositivo de entrada, un acondicionador de seal o dispositivo de procesamiento y un dispositivo de salida.

La variable de entrada de la mayora de los sistemas de instrumentacin es no elctrica. Con el fin de utilizar mtodos elctricos y tcnicas de medicin, manipulacin o control, las cantidades no elctricas se convierten en una seal elctrica por medio de un dispositivo llamado transductor. Una definicin establece que "el transductor es un dispositivo que al ser afectado por la energa de un sistema de transmisin, proporciona energa en la misma forma o en otra aun segundo sistema de transmisin". Esta transmisin de energa puede ser elctrica, mecnica, qumica, ptica (radiante) o trmica.

Muchos otros parmetros fsicos (calor, intensidad luminosa, humedad) se pueden convertir en energa elctrica por medio de transductores. Estos dispositivos proporcionan una seal de salida cuando son estimulados por una entrada no mecnica: un termistor reacciona a variaciones de temperatura, una fotocelda a los cambios de intensidad luminosa, un haz electrnico a los efectos de un campo magntico, etc. En todos los casos, la salida elctrica se mide mediante mtodos estndares dejando la magnitud de la cantidad de entrada en trminos de una medida elctrica analgica.

Una distincin y clasificacin estricta de los tipos de transductores es difcil. El cuadro 11-1muestra una clasificacin de transductores de acuerdo con los principios elctricos en que se basan. La primer parte del cuadro, lista transductores que requieren potencia externa. Estos son los transductores pasivos, los cuales producen una variacin en algn parmetro elctrico, como resistencia, capacitancia, etc., que se puede medir como una variacin de voltaje o corriente. La segunda categora corresponde a transductores del tipo de auto generacin, que generan un voltaje o corriente analgica cuando son estimulados por medio de alguna forma fsica de energa. Los transductores de autogeneracin no requieren potencia externa.

LVDT

El Transformador Diferencial Variable Lineal es un dispositivo de sensado de posicin que provee un voltaje de salida de CA proporcional al desplazamiento de su ncleo que pasa a travs de sus arrollamientos. Los LVDTs proveen una salida lineal para pequeos desplazamientos mientras el ncleo permanezca dentro del bobinado primario. La distancia exacta es funcin de la geometra del LVDT. Teora de operacin

Un LVDT es muy parecido a cualquier otro transformador, el cual consta de un bobinado primario, bobinado secundario, y un ncleo magntico. Una corriente alterna, conocida como la seal portadora, se aplica en el bobinado primario. Dicha corriente alterna en el bobinado primario produce un campo magntico variable alrededor del ncleo. Este campo magntico induce un voltaje alterno (CA) en el bobinado secundario que est en la proximidad del ncleo. Como en cualquier transformador, el voltaje dela seal inducida en el bobinado secundario es una relacin lineal del nmero de espiras. La relacin bsica del transformador es:

Donde:

Vout: tensin de salida.Vin: tensin de entrada.Nout: numero de espiras del bobinado secundario.Nin: numero de espiras del bobinado primario.

Como el ncleo se desplaza, el nmero de espiras expuestas en el bobinado secundario cambia en forma lineal. Por lo tanto la amplitud de la seal inducida cambiar tambin linealmente con el desplazamiento.

El LVDT indica la direccin de desplazamiento debido a que las salidas de los dos bobinados secundarios se encuentran balanceadas mutuamente. Los bobinados secundarios en un LVDT se conectan en sentido opuesto. As cuando el mismo campo magntico variable se aplica a ambos bobinados secundarios, sus voltajes de salida tienen igual amplitud pero diferente signo. Las salidas de los dos bobinados secundarios se suman, simplemente conectando los bobinados secundarios a un punto comn de centro. A una posicin de equilibrio (generalmente cero desplazamiento) se produce una seal de salida igual a cero.