Transductores

INTRODUCCION

Los transductores son aquellas partes de una cadena de medición que transforman una magnitud física en una señal eléctrica. En la mayoría de los procesos electrónicos industriales es habitual la utilización de sensores con el fin de monitorear la evolución de los parámetros del mencionado proceso. La utilización de transductores asociados a sistemas de medición y aún a sistemas de control, es hoy en día imprescindible; sobre todo en procesos de mediana o alta complejidad.

En el siguiente texto estudiaremos lo que es un transductor, algunos de sus tipos, sus características generales y clasificaciones, y por último la utilización en la electrónica como parte importante en la fabricación y control de muchas de las cosas que conocemos.

TRANSDUCTORES

Es un dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra de diferente a la salida.

El nombre del transductor ya nos indica cual es la transformación que realiza electromecánica, transforma una señal eléctrica en mecánica o viceversa.

Los transductores eléctricos, en particular, convierten variables o cantidades físicas como luz, temperatura, sonido, movimiento, etc., en señales de voltaje o de corrientes equivalentes o viceversa.

TIPOS DE TRANSDUCTORES

Transductores de Presión:

Es una interpretación real de la palabra transductor, se puede decir, que cualquier dispositivo que convierta un tipo de movimiento mecánico generado por fuerzas de presión se convierte en una señal eléctrica o electrónica para utilizarse en la medición o el control.

Los transductores que más se utilizan para detectar presiones son los que, operan con base en los principios del extensómetro o los transductores de tipo inductivo; piezoeléctricos; capacitivos, oscilados o de alguna clase similar.

Tipos de Transductores de Presión:

• Tecnología integrada piezorresistiva (cristal de silicio con resistencia sensoras difundidas, con o sin compensación de temperaturas).

• Tecnología de bombardeo molecular sobre lámina muy fina.

• Chips sensores de presión.

• Acelerómetros de tecnología integrada, con rangos desde +/- 1g a +/- 100g.

• Manómetros de tubo Bourdon helicoidal resistentes a vibraciones y golpes de ariete.

Características:

• Rangos: mínimo (0 – 0,015 bar), máximo (0 – 14000 bar).

• Vacío, presión relativa, absoluta y diferencial.

• Salidas: mV, V, mA.

• Compatibles con todo tipo de fluidos.

• Altas temperaturas.

• Montaje en superficie (SMD)

• Transmisiones inteligentes.

Protecciones:

Kits, encapsulados, intemperie, sumergibles, antideflagrantes, seguridad intrínseca.

Aplicaciones:

Electromedicina, manómetros digitales, automática, robótica, aeronáutica, hidráulica y neumática, mediciones de nivel, máquina herramienta, automoción, bancos de pruebas y ensayos, edificios inteligentes, control de procesos nucleares.

Transductores Resistivos:

Consiste en un elemento elástico (Tubo Bourdon o cápsula) que varía la resistencia óhmica de un potenciómetro en función de la presión. El potenciómetro puede adoptar la forma de un solo hilo continuo o bien estar arroyados a una bobina siguiendo un valor lineal o no de resistencia: potenciómetros de grafito, de resistencia bobinada, de película metálica y de plástico moldeada.

Transductores Magnéticos:

Se clasifican en dos grupos según el principio de funcionamiento.

• Transductores de inductancia variable:

En los que el desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una bobina aumenta la inductancia de ésta en forma casi proporcional a la porción metálica del núcleo contenida dentro de la bobina. El devanado de la bobina se alimenta con una corriente alterna y la F.E.M., de autoinducción generada se opone a la F.E.M., de alimentación, de tal modo, que al ir penetrando el núcleo móvil dentro de la bobina, la corriente presente en el circuito se va reduciendo por aumentar la F.E.M., de autoinducción.

• Los transductores de reluctancia variable:

Consiste en un imán permanente o un electroimán que crea un campo magnético dentro del cual se mueve una armadura de material magnético. El circuito magnético se alimenta con una fuerza magnetomotriz constante con lo cual al cambiar la posición de la armadura varía la reluctancia y por lo tanto el flujo magnético.

Transductores Capacitivos:

Se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador, al desplazarse una de sus placas por la aplicación de presión. La placa móvil tiene forma de diafragma y se encuentra situada entre dos placas fijos.

Los transductores capacitivos se caracterizan por su pequeño tamaño y de construcción robusta, tienen un pequeño desplazamiento volumétrico y son adecuados para medidas estáticas y dinámicas.

Transductores Piezoeléctricos:

Los elementos piezoeléctricos, son materiales cristalinos que, al deformarse físicamente por la acción de una presión, generan una señal eléctrica. Dos materiales típicos en los transductores piezoeléctricos son: el Cuarzo y el titano de bario, capaces de soportar temperaturas del orden de 150 ºC en servicio continuo y de 230 ºC en servicio intermitente.

Transductores Mecánicos de Fuelle y de Diafragma:

Trabajan en forma diferencial entre la presión atmosférica y la del proceso. Pueden estar, compensados con relación a las presiones atmosféricas y calibradas en unidades absolutas. Al ser dispositivos mecánicos, las fuerzas disponibles a presiones del gas muy bajo son tan pequeños que estos instrumentos no son adecuados para la medidas de alto vacío, están limitado a valores de 1 mm Hg abs. Pueden llegar a acoplar dos transductores eléctricos del tipo de galga extensométrica o capacitivos.

Transductores Térmicos:

Se basan en el principio de la proporcionalidad entre la energía disipada desde la superficie caliente de un filamento calentado por una corriente constante y la presión del gas ambiente cuando el gas está bajo presiones absoluto.

El transductor térmico de termopar contiene un filamento en V que lleva incorporado un

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