Transductores y sensores electrónicos
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El documento describe diferentes tipos de transductores, incluyendo transductores de temperatura, fuerza, presión, nivel, termopares, resistivos, piezoeléctricos, fotovoltaicos y electroquímicos. Explica cómo cada uno convierte una señal de entrada, como temperatura o presión, en una señal eléctrica de salida que puede ser medida y analizada. También enumera algunas aplicaciones comunes de los sensores y transductores.
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- 1. E S P E C I A L I D A D : E L E C T R O T E C N I A S U B Á R E A : C O N T R O L D E M A Q U I N A S E L É C T R I C A S . E S T U D I A N T E : O S C A R C A S T I L L O M O R A L E S S E C C I Ó N : 5 - 1 0 Colegio Vocacional Monseñor Sanabria
- 2. Transductor Definición: Dispositivo que recibe energía o señales de entrada y la modifica o acopla para mostrarnos una energía o señal de salida diferente. Un transductor se define como un dispositivo que provee una salida usable, en respuesta a una medida especificada.
- 3. Clasificación Si necesitan excitación externa (Pasivos o activos). Por el tipo de salida (Analógica o digital). Por el principio de funcionamiento. Por la magnitud que miden. (Un mismo transductor puede medir diversas magnitudes).
- 4. Transductor de Temperatura. Son los dispositivos con los cuales se puede convertir la variación de valor óhmico de un sensor térmico en una señal proporcional de corriente.
- 5. Transductor de Fuerza Están diseñados específicamente para su uso con excitadores de vibración en medidas estructurales. Su alta frecuencia de resonancia permite realizar medidas de corta duración.
- 6. Transductor de Presión Convierte la presión en una señal eléctrica analógica. Uno de los mas comunes es el transductor extenso métrico.
- 7. Transductores de Presión Con salida milivoltios Con salida Voltios Con salida 4-20mA
- 8. Transductor de Nivel Los sensores de nivel pueden ser de tipo continuo o discreto. A partir de la medida de nivel de un liquido en un tanque conociendo su geometría, dimensiones y densidad, puede determinarse el volumen y la masa.
- 9. se basa en variaciones de resistencias de un sensor resistivo por un flotador, transmitidas por un eje al sensor resistivo. Si el captador resistivo se alimenta con un voltaje constante entre sus extremos, aparecerá entre su contacto variable y uno de sus extremos, una señal de voltaje proporcional al giro del eje sensor, y por tanto a la variación del líquido.
- 10. Termopar Dispositivo de estado solido que se utiliza para convertir la energía en voltaje. Consta de dos metales diferentes empalmados en una juntura.
- 11. Materiales para fabricar termopares: Hierro y constantano. Cobre y constantano. Antimonio y Bismuto. Se emplean como sensores de temperatura.
- 12. Sensores Resistivos Los sensores basados en la variación de la resistencia eléctrica de un dispositivo son probablemente los mas abundantes. Ya que son muchas las magnitudes físicas que afectan al valor de la resistencia eléctrica de un material.
- 13. Clasificación: Sensores Resistivos Variable a medir Sensor Resistivo Mecánica Potenciómetros y galgas extenso métricas. Térmica Termo resistencia y Termistores. Magnética Magnetorresitencia. Óptica Fotorresistencia. Química Higrómetro Resistivo.
- 14. Termistores Son elementos sensores basados en la termo resistividad de los semiconductores. Pueden ser de dos tipos: A) De coeficiente de temperatura negativo. B) De coeficiente de temperatura positivo.
- 15. A) De coeficiente de Temperatura Negativo [NTC(Negative Temperature Coeficient)]. Están constituidos por un semiconductor extrínseco o poco impurificado, en el que los portadores libres aumentan al al elevar la temperatura.
- 16. B) De Coeficiente de Temperatura Positivo [PTC (Positive Temperature Coeficient)]. Están constituidos por un semiconductor muy impurificado con óxidos metálicos que adquiere propiedades metálicas al aumentar la temperatura en un margen limitado.
- 17. Transductor Piezoeléctrico. Genera una tensión eléctrica proporcional a la aceleración por presión sobre un cristal piezoeléctrico. Son muy apropiados para tomar datos de vibración a alta frecuencia.
- 18. Ventajas La mayoría de los sensores tiene un amplio rango de frecuencia, normalmente entre 2 Hz y 15.000 Hz. son muy compactos, sin partes móviles, ligeros y de tamaño reducido, necesitando pequeñas bases magnéticas. Se montan fácilmente con adhesivos o atornillados.
- 19. Desventajas Cuando se usa en modo "hand-held" o "stinger" para medir altas frecuencias, la respuesta de señal es muy pobre por encima de 1.200 Hz. Los acelerómetros necesitan una fuente de alimentación externa. La salida de amplitud viene dada en unidades de aceleración. Esta salida debe ser integrada para obtener la representación espectral o el valor global de amplitud de velocidad.
- 20. Transductor Piro eléctrico El sensor piro eléctrico esta hecho de un material cristalino que genera una pequeña carga eléctrica cuando es expuesto al calor en forma de radiación infrarroja.
- 21. Cuando la cantidad de radiación es notable el cristal cambia, la cantidad de carga también cambia y puede entonces ser medida con un sensible dispositivo FET construido dentro del sensor.
- 22. Transductor fotovoltaico Produce una diferencia de potencial entre dos sustancias en contacto. Absorbe fotones de luz y emiten electrones, tienen una eficiencia teórica de 31%.
- 23. Transductor electroquímico Los transductores electroquímicos miden propiedades químicas de las sustancias tales como PH y potencial de oxidación por medios electroquímicos.
- 24. Transductor resistivo La presión desplaza un cursor a lo largo de una resistencia a modos de potenciómetro cuyo valor se modifica proporcionalmente a la presión aplicada.
- 25. Transductor Inductivo Son una clase especial de sensores que sirve para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilidad en la industria, para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto.
- 26. Transductor Capacitivo Se han utilizado para la medición de eventos fisiológicos, particularmente para le medición de presión sanguínea. Reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad.
- 27. Aplicaciones Estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de control de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos. También son utilizados para muchos dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos móviles o computadoras ya que el sensor percibe la pequeña diferencia de potencial entre membranas de los dedos eléctricamente polarizados de una persona adulta.
- 28. Definición: Traduce la información que llega del exterior en un impulso eléctrico, normalmente digital (pasa o no la corriente), que puede ser analizado y procesado por la unidad de control del sistema.
- 29. Sensores de Contacto. Se utilizan en robótica para obtener información asociada con el contacto entre una mano manipuladora y objetos en el espacio de trabajo. Pueden subdividirse en: Binarios y Analógicos.
- 30. Sensores Ópticos. Se basa en el aprovechamiento de la interacción entre la luz y la materia, para determinar las propiedades de esta.
- 31. Sensores Térmicos. Dispositivo eléctrico o electrónico que detecta temperatura y cuando esto sucede el cambia su estado enviando una señal a un circuito electrónico. Aplicaciones: amplificadores de sonidos, fuentes de poder, computadoras, vehículos…
- 32. Sensores De Humedad. Miden la humedad del aire.
- 33. Sensores Magnéticos. Detectan los objetos magnéticos (imanes generalmente permanentes) que se utilizan para accionar el proceso de la conmutación.
- 34. Sensores Infrarrojos. El sensor infrarrojo es un dispositivo electrónico capaz de medir la radiación electromagnética infrarroja de los cuerpos en su campo de visión.