Chrismary López 19.799.919Mediciones eléctricas

Un transductor

es un dispositivo capaz

El nombre del transductor ya nos indica cual es la transformación querealiza (por ejemplo electromecánica, transforma una señal eléctrica enmecánica o viceversa), aunque no necesariamente en esa dirección. Es undispositivo usado principalmente en la industria, en la medicina, en laagricultura, en robótica, en aeronáutica, etc. para obtener la información deentornos físicos y químicos y conseguir (a partir de esta información)señales o impulsos eléctricos o viceversa. Los transductores siempreconsumen algo de energía por lo que la señal medida resulta debilitada.

transformar convertir

TIPOS DE TRANSDUCTORES

De Posición, proximidad o presencia Finales de carrera mecánicos (Posición) Detectores de proximidad:

1. Inductivos: - sensibles a materiales

ferromagnético:De contacto auxiliar- De bobina- sensibles a materiales metálicos.

2. Capacitivos

3. Ópticos:- Directos.- Con fibras ópticas acopladas

FINALES DE CARRERA MECÁNICOS

Son interruptores que sirven para determinar la posición de un objetoo de una pieza móvil: Cuando el objeto o la pieza alcanza el extremo de sucarrera, actúan sobre una palanca, émbolo o varilla, produciendo el cambiode unos pequeños contactos.

Los finales de carrera tienen dos partesdiferenciadas: la cabeza y el cuerpo. La cabeza esel dispositivo captador y el cuerpo es el bloqueque contiene los eléctricos o una válvulaneumática/hidráulica.

Detectores de proximidadSe denominan así a cualquier dispositivo eléctrico, electromecánico o electrónico quereaccione de forma aprovechable ante un objeto situado en un entorno definido del mismo. Elentorno de reacción define el campo de sensibilidad. Para que la reacción se produzca, sólo seprecisa la proximidad física entre el objeto y el detector sin que haya ningún tipo de contactomecánico entre ellos. En función del sistema detector se clasifican en:

Detectores de proximidad inductivos

Son todos los dispositivos detectores deproximidad que utilizan un campomagnético (estacionario o variable) comofenómeno físico aprovechable parareaccionar frente al objeto que se quieredetectar.

Detectores de proximidad capacitivosSon detectores que utilizan un campoeléctrico (generalmente variable)como fenómeno físico aprovechablepara reaccionar frente al objeto que sequiere detectar.

Detectores de proximidad ópticos

Los hay para distancias grandes y pequeñas, poreso a veces sólo se les denomina detectoresópticos. También se les suele llamar fotocélulas.Utilizan medios ópticos y electrónicos paradetectar objetos. Para ello utilizan un luz roja(visible) o infrarroja (invisible). Como fuente deluz se utilizan diodos o transistores emisores deluz.

TIPOS DE TRANSDUCTORES

De Desplazamiento o movimiento

1. Medida de grandes

distancias 2. Medida de distancias cortas

4. Medidores de ángulos- Resistivos- Inductivos- Capacitivos- Encoders o digitales: incrementales y absolutos

3. Pequeños desplazamientos- Resistivos- Inductivos- Capacitivos

LOS TRANSDUCTORES DE DESPLAZAMIENTOPARA MEDIDAS DE GRANDES

Los 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.

TRANSDUCTORES DE DESPLAZAMIENTOPARA MEDIDAS DE DISTANCIAS CORTAS

Transductores de desplazamiento para medidas de distanciascortas cuando la distancia que se va a medir no supera algunosmetros, se utiliza un potenciómetro acoplado sobre un eje roscado,cuyo movimiento determina la posición del elemento móvil cuyaposición se quiere medir. El principal inconveniente en el empleode potenciómetros es el desgaste que se produce en el elementomóvil.

TRANSDUCTORES DE DESPLAZAMIENTOPARA PEQUEÑOS DESPLAZAMIENTOS

Según sea el tipo de transductor pueden ser:Resistivos: Existen resistencias de hilo metálico o materialsemiconductor construidas para variar la resistencia al ser deformadas.Estas resistencias se llaman bandas extensiométricas, y se adhieren sobreel soporte adecuado para medir su deformación. También se empleanpotenciómetros (resistores sobre los que se desliza un contacto eléctricollamado cursor.Los modelos de potenciómetros disponibles comercialmente admiten

movimientos lineales y circulares. Los lineales se utilizan para medirdesplazamientos que vayan desde 1 mm hasta 1m aproximadamente. Losangulares a circulares se utilizan para medida de ángulos que vayandesde 10º hasta algunas decenas de vueltas.

Inductivos: Se utiliza un sistema formado por dos devanadosplanos de igual paso, uno fijo y otro móvil que se desplaza sobreél.

Capacitivos: Pueden medir distancias de algunos metros. Tienen pocaexactitud. Se basan en que se puede variar la capacidad de un condensador,modificando la distancia entre las placas. También pueden medir ángulos.

Medidores de ángulosLos medidores de ángulos otransductores de desplazamientoangular son muy utilizados en lossistemas de control, fundamentalmentecuando se desea medir la variaciónproducida en el eje rotor de un sistemamotor-reductor. Al igual que en lostransductores lineales, podemosconstruir transductores angularesaprovechando el efecto resistivo(potenciómetros), inductivo y capacitivo,pero también se pueden utilizar discoscodificados (encoders) que permitenun tratamiento digital de lainformación angular medida.Dentro de codificadores digitales oencoders se distinguen:- Codificadores relativos oincrementales: proporcionan informaciónde una posición relativa a una posiciónanterior ( sólo se necesita unainformación de 0 y 1, ya que el sistemacuenta el incremento de impulsos apartir de la última posición). Puedenmedir desplazamientos pero se usan

sobre todo en la medida de velocidades.- Codificadores absolutos: Proporcionaninformación sobre una posición concreta(por lo tanto es necesario un códigobinario). Los codificadores se emplean enrobótica, máquinas-herramientas,posicionamiento de cabezales de discosmagnéticos, radares, etc.

TIPOS DE TRANSDUCTORES

Por Velocidad Por Presión / Fuerza

1. Tacómetros:- Mecánicos-Eléctricos: Tacodinamos y Tacoalternadores

2. Ópticos

2. Electromecánicos- Piezoeléctricos- Resistivos- Galgas extensiométricas- Capacitivos- Resistivos

1. Mecánicos

3.- Vacio

TRANSDUCTORES DE VELOCIDAD

Una de las mediciones más importantes en las aplicacionesindustriales es la de la velocidad angular. Esto se realizamediante los tacómetros, que pueden ser mecánicos oeléctricos. También se puede medir la velocidad mediantemedidores de velocidad por impulsos y sistemas ópticos.

Tacómetros mecánicos: El más sencillo es el contador derevoluciones. Consiste en un tornillo sinfín que se acopla al ejecuya velocidad se quiere medir. Este tornillo hace rotar por unsistema de engranajes, a dos diales concéntricos calibrados. Cadadivisión del dial exterior representa una vuelta del eje giratoriomientras que cada división del dial interior corresponde con unavuelta del dial externo.

Tacómetros eléctricos: Los más importantes son:- Tacodinamos o dinamos tacométricas: proporcionan una señal decorriente continua. Están constituidos por un inductor que genera uncampo magnético mediante imanes permanentes o electroimanes y uninducido o rotor ranurado sobre el que se bobinan unos devanados dehilo conductor.- Tacoalternadores o alternadores tacométricos: proporcionan unaseñal alterna senoidal con frecuencia y amplitud proporcionales a lavelocidad de rotación. A diferencia de la tacodinamo el elemento quegira es el inductor o rotor formado por un imán permanente oelectroimán.

Medidores de velocidad por impulsos y sistemas ópticos: Sitenemos un eje en el cual hacemos una muesca capaz de se detectadapor un detector inductivo de proximidad o mediante un sistema óptico,también podemos medir la velocidad conociendo el número de vecesque la muesca pasa por delante del detector.

TRANSDUCTORES DE PRESIÓN/ FUERZA1.- Transductores de presión mecánicos

Pueden medir la presión de manera directa o indirecta.De manera directa: comparándola con la que ejerce un líquido

de densidad y altura conocidas (Tubo en U).De manera indirecta: a través de la deformación queexperimentan diversos elementos elásticos constituyentes deltransductor (Tubo Bourdon, en espiral y en hélice, diafragma,fuelle, etc.)Manómetro de tubo en U: se utiliza para medir presionescercanas a la atmosférica. Consta de un tubo en forma de U(generalmente contiene mercurio) con una de las ramas abiertas,mientras que en la otra se aplica la presión a medir.

2.- Transductores de presión electromecánicosUtilizan un elemento mecánico elástico (Bourdon, espiral, fuelle,etc) combinado con un transductor eléctrico que se encarga de generar la señal eléctrica correspondiente.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).

Transductores piezoeléctricos: El efecto piezoeléctrico consiste en la apariciónde cargas eléctricas en determinadas zonas de una lámina cristalina de algunosmateriales siguiendo ciertos ejes, en respuesta a la aplicación de una presión. Elcristal se coloca entre dos láminas metálicas que recogen las cargas eléctricas,siendo posible de esta forma medir las variaciones de presión.

Transductores resistivos: La presión desplaza un cursora lo largo de una resistencia a modo de potenciómetro cuyovalor se modifica proporcionalmente a la presión aplicada.

Transductores capacitivos: Miden la presión por medio de un diafragma metálico que constituye una de las placas del condensador.

3.- Transductores de vacíoSe emplean para la medida de alto vacío. No sonadecuados para presiones inferiores a 1 mm deHg. Los más importantes son:- Manómetro o vacuómetro de McLeod.- Transductores térmicos: la energía emitida porun filamento por el que pasa una corrienteeléctrica es inversamente proporcional a lapresión del gas ambiental.- Transductores de ionización: se basan en laformación de iones en el seno de un gas, siendo suvelocidad de formación, es decir su corrienteiónica, proporcional a la presión.

TIPOS DE TRANSDUCTORES

De Temperatura De Luz

- Termoresistencias-Termistores:NTC y

PTCV- Termopares

- Pirómetros de radiación

- Fotoresistencias o LDR- Fotodiodos- Fototransistores

TRANSDUCTORES DE TEMPERATURALa medida de la temperatura serealiza con mucha frecuencia en laindustria. Los transductores detemperatura más importantes son.Termoresistencias: se basan enla variación de la resistencia de unconductor con la temperatura. Sedenominan también sondas deresistencia, sondas termométricas osimplemente resistencias RTD.Termistores: se basan en lavariación de la resistencia de unsemiconductor con la temperatura.En función de cómo varía laresistencia con la temperatura seclasifican en:- Termistores o resistencias NTC:son de coeficiente de temperaturanegativo, es decir la resistenciadisminuye al aumentar latemperatura y viceversa.- Termistores o resistencia PTC:son de coeficiente de temperatura

positivo, es decir la resistenciaaumenta o disminuye al aumentaro disminuir respectivamente latemperatura.Termopares: se basan en la fuerzaelectromotriz creada en la unión dedos metales distintos por uno desus extremos (efecto Seebeck).Cuando la unión se calientaaparece una diferencia de potencialentre los extremos libres.El efecto Seebeck recogeconjuntamente dos efectos: Peltiery Thomson. El efecto Peltierprovoca la liberación o absorción decalor en la unión de dos metalesdistintos cuando circula unacorriente a través de la unión. Elefecto Thomson consiste en laliberación o absorción de calorcuando una corriente circula através de un metal homogéneo enel que existe un gradiente detemperatura.

TRANSDUCTORES DE LUZFotodiodos: su funcionamiento se basa en la conduccióninversa de un diodo cuando éste se somete a la acción de laluz. Al aumentar la cantidad de luz incidente se incrementala circulación de corriente inversa.

Fototransistores: funcionan de manera similar a la de untransistor normal en el que la corriente que se inyecta porla base del transistor ha sido suministrada por la luz.

LO IMPORTANTES DE LOS TRANSDUCTORESUn transductor es un dispositivo que convierte una señal de un

tipo de energía en otra. La base es sencilla, se puede obtener la mismainformación de cualquier secuencia similar de oscilaciones, ya seanondas sonoras (aire vibrando), vibraciones mecánicas de un sólido,corrientes y voltajes alternos en circuitos eléctricos, vibraciones deondas electromagnéticas radiadas en el espacio en forma de ondas deradio o las marcas permanentes grabadas en un disco o una cintamagnética.

Los transductores son especialmente importantes para que losmedidores puedan detectar magnitudes físicas. Normalmente, estasmagnitudes, como por ejemplo temperatura, presión, humedad del aire,presión sonora, caudal, o luz, se convierten en una señal normalizada (p.e.4 ... 20 mA). Las ventajas de la transformación son por un lado laflexibilidad, ya que muchos medidores soportan la transformación deseñales normalizadas.

Por otro lado, las magnitudes medidas pueden ser leídas a grandesdistancias sin prácticamente pérdida alguna. Cuando se usan transductores,la unidad de evaluación debe recibir sólo el rango de medición, pues a partirde ahí, se calculan desde la señales eléctricas las magnitudes eléctricas.Algunos transductores ofrecen adicionalmente una separación galvánicaentre la señal de entrada y de salida. Encontrará en nuestra gama deproductos transductores para diferentes magnitudes.