Sistemas de transducción

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|Unidad |Sistemas de transducción |
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2.1 Características estáticas y dinámicas de los transductores

Transductor

“El transductor es un dispositivo que al serafectado por la energía de un sistema de transmisión, proporciona energía en la misma forma o en otra a un segundo sistema de transmisión”. Esta transmisión de energice puede ser eléctrica, química, óptica, o térmica. [1 Cooper]

Transductores eléctricos

Un transductor eléctrico es un sistema que convierte una señal física en una señal eléctrica, tal como voltaje o corriente.

ClasificaciónLos transductores se pueden clasificar según su aplicación, método de conversión de energía, naturaleza de la señal de salida, etc. Casi todas estas clasificaciones terminan en áreas que se superponen. Aquí se presenta una clasificación de acuerdo a sus principios eléctricos.

Transductores Pasivos. Estos elementos requieren de una potencia externa para generar su señal. Ellos producen unavariación en algún parámetro eléctrico, como resistencia, capacitancia, etc.

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Figura 2.1 Los termistores son ejemplos de transductores pasivos.

Algunos ejemplos de transductores pasivos son:

De resistencia.- Resistencias, potenciómetros; Galga extensiomètrica resistiva; termómetro de resistencia, termistor, celda fotoconductiva

De capacitancia.- Micrófono de capacitor, medidordieléctrico, medidor de presión de capacitancia variable.

De inductancia.- Transductor de circuito magnético, detector de reluctancia, transformador diferencial, medidor de corriente parásita.

De voltaje y corriente.- Detector por efecto de Hall, cámara de ionizaciòn, celda fotoemisiva, tubo foto multiplicador

Transductores de autogeneración. Generan un voltaje o corriente analógica cuando sonestimulados por medio de alguna forma física de energía. Los transductores de autogeneración no requieren potencia externa

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Figura 2.2 Celda fotovoltaica.

Algunos ejemplos de transductores de autogeneración son:
El termopar y la termopila, el generador de bobina móvil, el detector piezoeléctrico, y la celda fotovoltaica.

2.2 Transductores de movimiento

2.2.1 Potenciómetro.Es un dispositivo electromecánico que contiene un elemento resistivo en contacto con un cursor móvil. El movimiento del cursor resulta en un cambio de resistencia que puede ser lineal, logarítmico, o exponencial, según la forma en la que se devana el alambre de la resistencia.

Aplicaciones.- su uso es generalmente como resistencia variable (reóstato) o como divisor de voltaje y permiteoperaciones de control sin ampliación..
Ventajas.- su eficiencia eléctrica es muy alta y el dispositivo se puede excitar tanto con AC como CD.
Desventajas.- debido a la fricción mecánica del cursor contra el elemento resistivo, su vida está limitada y puede presentar ruido cuando el elemento está desgastado.

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Figura 2.3 Principio de acción de un potenciómetro.

2.2.2. Galgas extensiométricas(Strain gages)

Convierten un desplazamiento mecánico en un cambio de resistencia. Una galga extensiométrica es un dispositivo delgado, como una oblea, que se puede unir (soldar) a una variedad de materiales con el fin de medir los esfuerzos aplicados. Las galgas metálicas se fabrican con alambres resistentes de diámetros muy pequeños, como Constatan (Níquel 60%, Cobre 40%) o gravado enlaminillas metálicas delgadas. La resistencia del alambre o de la lamina cambia con la longitud a medida que el material al que esta soldada sufre tensiones o compresiones.
El cambio en la resistencia, la cual es proporcional a la tensión aplicada y se mide con un puente wheatstone.

Configuración de la galga
La forma del elemento sensor se selecciona de acuerdo con la tensión mecánica por medir,...
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