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Asignatura:Trabajo:

Alcaraz AlejaldreJosé Emmanuel

Universidad Icel Campus Ermita

Electrónica

Transductores Y

Actuadores

27-Ene-2015

Índice:1. Transductores ………………............................................pag. 1 1.1 Tipos de transductores...............................................pag. 2 1.2 Transductor electroacustico……………………………………pag. 3 1.3 Tipos de transductores electroacusticos…………………pag.4 1.4 Transductor electromagnético…………….………………….pag.5 1.5 Transductor electromecánico…………………………………pag.6 1.6 Transductor electrostático y Transductor fotoelectrico…………………………..……….pag.7 1.7 Transductor magnetoestrictivo………………………………pag.8 1.8 Transductor piezoeléctrico…………….………………………pag.9 1.9 Ejemplos de transductores…………………………………....pag.10 1.10 Transductores activos……………………………………….…..pag.11 1.11 Transductores pasivos……………………………………………pag.122. Actuadores………………………………………………………………..pag.13 2.1 Electrónicos ………………………………………………………….pag.14 2.2 Hidráulicos……………………………………………………………pag.15 2.3 Cilindro hidráulico, dinamica, simple efecto……..…pag.16 2.4 Cilindro doble efecto y telescópico……………………….pag.17 2.5 Motor hidráulico……………………………………………………pag.18 2.6 Motor engranaje……………………………………………………pag.19 2.7 Actuadores neumáticos………………………………………..pag.20 2.8 Partes de un actuador…………………………………..……….pag.21 2.9 Actuadores eléctricos…………………………………………… pag.223. Bibliografía.……………………………………….……………………..pag 24

Transductor:Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir una determinada manifestación de energía de entrada, en otra diferente a la salida, pero de valor muy pequeños en términos relativos con respecto a un generador.

El nombre del transductor ya nos indica cual es la transformación que realiza (por ejemplo electromecánica, transforma una señal eléctrica en mecánica o viceversa). Es un dispositivo usado principalmente en la industria, en la medicina interna, en la agricultura, en robótica, en aeronáutica, etc., para obtener la información de entornos físicos y químicos y conseguir (a partir de esta información) señales o impulsos eléctricos o viceversa. Los transductores siempre consumen cierta cantidad de energía por lo que la señal medida resulta atenuada.

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Tipos de transductores:• Transductor electroacústico.

• Transductor electromagnético.

• Transductor electromecánico.

• Transductor electroquímico.

• Transductor electrostático.

• Transductor fotoeléctrico.

• Transductor magnetoestrictivo.

• Transductor piezoeléctrico.

• Transductor radioacústico.

• Transductor termoeléctrico. Pag.2

Un transductor electroacústico es aquel dispositivo que transforma la electricidad en sonido, o viceversa.Son ejemplos de este tipo de artefactos son los micrófonos: estos son transductores electroacústicos que convierten la energía acústica (vibraciones sonoras: oscilaciones en la presión del aire) en energía eléctrica (variaciones de voltaje), un altavoz también es un transductor electroacústico, pero sigue el camino contrario: un altavoz transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.

La transducción o transformación de energía, se hace en dos fases. El modelo teórico de un transductor electroacústico, se basa en un transductor electromecánico y un transductor mecánico-acústico. Esto significa, que se estudia por un lado la transformación de la energía eléctrica en mecánica, ya que se genera un movimiento, y por otro lado se estudia la transformación de la energía mecánica en acústica, ya que el movimiento genera energía acústica.

Transductor electroacústico:

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Tipos de transductores electroacústicos:

Electrodinámico, dinámico o bobina móvil.

Electrostáticos.

Piezoeléctricos.

De radiación directa.

De radiación indirecta.

Banda ancha.

Bajas frecuencias: woofers y sub-woofers.

Frecuencias medias: mid-range.

Altas frecuencias: tweeters y ultra-tweeters Pag.4

Transductor electromagnético:

Un transductor electromagnético es un transductor que transforma electricidad en energía magnética o viceversa. Por ejemplo, un electroimán es un dispositivo que convierte la electricidad en magnetismo o viceversa (flujo magnético en electricidad).

A veces este término es empleado erróneamente como sensor electromagnético, como los sensores de distancia de los taxímetros.

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Transductor electromecánico:

El transductor electromecánico es un tipo de transductor que transforma electricidad en energía mecánica, o viceversa.

Un ejemplo puede ser cuando una bocina captora recoge las ondas sonoras y las convierte en energía, o cuando la cápsula fonocaptora de un tocadiscos produce corrientes oscilantes producto de las vibraciones recogidas por la púa, también cuando un generador de energía es movido por una fuerza motriz (generalmente natural como las corrientes de agua o vientos), este entonces transforma esa energía mecánica en energía eléctrica.

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Transductor Electrostático:

Un transductor electrostático consiste en una membrana, normalmente mylar metalizado, cargada eléctricamente que hace la función de diafragma y que se mueve por la fuerza electrostática que se produce al variar la carga de dos placas entre las que se encuentra.

Transductor Fotoeléctrico:El transductor fotoeléctrico es un tipo de transductor que transforma luz en energía eléctrica o viceversa, por ejemplo es una cámara fotográfica digital. Estas vibraciones resultantes (ya sean eléctricas o lumínicas, dependiendo de la naturaleza del transductor), son importantes en los sistemas.

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Transductor Magnetoestrictivo:

Los transductores magnetoestrictivos son todos aquellos que basan su funcionamiento en el fenómeno de la magnetoestricción. Éste es un fenómeno reversible que se basa en el acoplamiento de fuerzas mecánicas y magnéticas, de manera que un material de este tipo ante la presencia de un campo magnético sufre ciertas modificaciones en su estructura interna, lo que produce pequeños cambios en sus dimensiones físicas. También una deformación de dicho material produce una variación de la inducción magnética

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Transductor piezoeléctrico:Son transductores piezoeléctricos aquellos que basan su funcionamiento en el fenómeno de la piezoelectricidad. Para su fabricación se utilizan materiales cerámicos como el Titano de Bario, aunque en un principio se usaban el Cuarzo o la Sal de Rochelle.Mediante el efecto piezoelétrico directo a través de una fuerza externa se logra un desplazamiento de cargas lo que induce una corriente de desplazamiento y ésta un campo eléctrico. Éste es el fundamento de, por ejemplo, los micrófonos piezoeléctricos. Mientras que los altavoces piezoeléctricos aprovechan el efecto piezoeléctrico inverso, mediante el cual a través de un campo eléctrico (DDP externo) se produce una deformación mecánica, que convenientemente aprovechada, puede llegar a emitir sonidos.

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Ejemplos de Transductores: Un micrófono es un transductor electroacústico que convierte la

energía acústica (vibraciones sonoras: oscilaciones en la presión del aire) en energía eléctrica (variaciones de voltaje).

Un altavoz también es un transductor electroacústico, pero sigue el camino contrario. Un altavoz transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.

Los teclados comunes que transforman el impulso de los dedos sobre las membranas y éstas generan el código de la tecla presionada.

El sistema de alarma de un automóvil, el cual transforma los cambios de presión dentro del vehículo a la activación de dicha alarma. Algunas de estas son termistores, galgas extensiométricas, piezoeléctricos, termostatos, etc.

Un ventilador, que convierte la energía eléctrica en energía mecánica (movimiento del aspa del ventilador).

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Transductores activos:

Los transductores activos generan corriente eléctrica o voltaje en respuesta directa a una estimulación del ambiente. Algunos ejemplos de transductores activos son termocuplas y acelerómetros piezoeléctricos.

Las termocuplas producen un voltaje relacionado a la temperatura de dos metales, y cuando las uniones de estos metales se encuentran a distinta temperatura, se produce electricidad.

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Transductores pasivos:Los transductores pasivos producen un cambio en magnitud de alguna propiedad eléctrica pasiva, como la capacitancia, resistencia o inductancia; como resultado de una estimulación. Estos generalmente requieren de energía eléctrica adicional para excitación. Un ejemplo simple de un transductor pasivo es un dispositivo conteniendo un cable y un contacto en movimiento tocando el mismo. La posición del contacto determina la longitud efectiva del cable, variando la resistencia del mismo. Otros ejemplos de transductores pasivos son galgas extensiométricas, detectores de temperatura resistivos (RTDs) y termistores.

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ActuadoresUn actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado.

Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula.

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Existen varios tipos de actuadores como son:

Electrónicos Hidráulicos Neumáticos Eléctricos.

Electrónicos:Los actuadores electrónicos también son muy utilizados en los aparatos mecatrónicos, como por ejemplo, en los robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento

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HidráulicosLos actuadores hidráulicos, que son los de mayor antigüedad, pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de operación, funcionan en base a fluidos a presión. Existen tres grandes grupos:

cilindro hidráulico motor hidráulico motor hidráulico de

oscilación

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Cilindro hidráulicoDe acuerdo con su función podemos clasificar a los cilindros hidráulicos en 2 tipos: de Efecto simple y de acción doble. En el primer tipo se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una fuerza externa, diferente, para contraer. El segundo tipo se emplea la fuerza hidráulica para efectuar ambas acciones. El control de dirección se lleva a cabo mediante un solenoide.

Cilindro de presión dinámica.Lleva la carga en la base del cilindro. Los costos de fabricación por lo general son bajos ya que no hay partes que resbalen dentro del cilindro.

Cilindro de simple efecto.La barra esta solo en uno de los extremos del pistón, el cual se contrae mediante resortes o por la misma gravedad. La carga puede colocarse solo en un extremo del cilindro.

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Cilindro de doble efectoLa carga puede colocarse en cualquiera de los lados del cilindro. Se genera un impulso horizontal debido a la diferencia de presión entre los extremos del pistón.

Cilindro telescópicoLa barra de tipo tubo multietápico es empujada sucesivamente conforme se va aplicando al cilindro aceite a presión. Se puede lograr una carrera relativamente en comparación con la longitud del cilindro

Cilindro de simple efecto.La barra esta solo en uno de los extremos del pistón, el cual se contrae mediante resortes o por la misma gravedad. La carga puede colocarse solo en un extremo del cilindro.

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Motor hidráulicoEn los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado por la presión. Estos motores los podemos clasificar en dos grandes grupos: El primero es uno de tipo rotatorio en el que los engranajes son accionados directamente por aceite a presión, y el segundo, de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es generado por la acción oscilatoria de un pistón o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia. A continuación se muestra la clasificación de este tipo de motores

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Motor de engranaje:

Tipo rotatorio motor de veleta Motor de hélice Motor hidráulico Motor de leva excéntrica Pistón axial Tipo oscilante Motor con eje inclinado Motor de engranaje El aceite a presión fluye desde la entrada que actúa sobre la

cara dentada de cada engranaje generando torque en la dirección de la flecha. La estructura del motor es simple, por lo que es muy recomendable su uso en operaciones a alta velocidad.

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A los mecanismos que convierten la energía del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores neumáticos. Aunque en esencia son idénticos a los actuadores hidráulicos, el rango de compresión es mayor en este caso, además de que hay una pequeña diferencia en cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca viscosidad. atención.De efecto simple

Cilindro neumáticoActuador neumático De efecto dobleCon engranajeMotor neumático Con veletaCon pistónCon una veleta a la vez

Actuadores neumáticos:

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Partes de un actuadoro Sistema de "llave de seguridad": Este método de llave de

seguridad para la retención de las tapas del actuador, usa una cinta cilíndrica flexible de acero inoxidable en una ranura de deslizamiento labrada a máquina. Esto elimina la concentración de esfuerzos causados por cargas centradas en los tornillos de las tapas y helicoils. Las llaves de seguridad incrementan de gran forma la fuerza del ensamblado del actuador y proveen un cierre de seguridad contra desacoplamientos peligrosos.

o Piñón con ranura: Esta ranura en la parte superior del piñón provee una transmisión autocentrante, directa para indicadores de posición e interruptores de posición, eliminando el uso de bridas de acoplamiento. (Bajo la norma Namur).

o Cojinetes de empalme: Estos cojinetes de empalme barrenados y enroscados sirven para simplificar el acoplamiento de accesorios a montar en la parte superior. (Bajo normas ISO 5211 Y VDI).

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o Pase de aire grande: Los conductos internos para el pasaje de aire extra grandes permiten una operación rápida y evita el bloqueo de los mismos.

o Muñoneras: Una muñonera de nuevo diseño y de máxima duración, permanentemente lubricada, resistente a la corrosión y de fácil reemplazo, extiende la vida del actuador en las aplicaciones más severas.

o Construcción: Se debe proveer fuerza máxima contra abolladuras, choques y fatiga. Su piñón y cremallera debe ser de gran calibre, debe ser labrado con maquinaria de alta precisión, y elimina el juego para poder obtener posiciones precisas.

o Ceramigard: Superficie fuerte, resistente a la corrosión, parecida a cerámica. Protege todas las partes del actuador contra desgaste y corrosión.

o Revestimiento: Un revestimiento doble, para proveer extra protección contra ambientes agresivos.

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Actuadores eléctricosLa estructura de un actuador eléctrico es simple en comparación con la de los actuadores hidráulicos y neumáticos, ya que sólo requieren de energía eléctrica como fuente de poder. Como se utilizan cables eléctricos para transmitir electricidad y las señales, es altamente versátil y prácticamente no hay restricciones respecto a la distancia entre la fuente de poder y el actuador.Existe una gran cantidad de modelos y es fácil utilizarlos con motores eléctricos estandarizados según la aplicación. En la mayoría de los casos es necesario utilizar reductores, debido a que los motores son de operación continua.

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Bibliografía:http://www.ehu.eus/acustica/espanol/electricidad/transes/transes.html

http://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/sistemas/transductores.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Actuador

http://campodocs.com/articulos-enciclopedicos/article_91617.html

http://liusfranco.tripod.com/

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