Transductores

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TRANSDUCTORES

SENSORES Y TRANSDUCTORES
El termino sensor se refiere a un elemento que produce una señal relacionada con la cantidad que se está midiendo. Por ejemplo, en el caso de un elemento para medir temperatura mediante resistencia eléctrica, la cantidad que se mide es la temperatura y el sensor transforma una entrada de temperatura en un cambio en la resistencia. Con frecuencia seutiliza el término transductores en vez de sensor.
Un traductor se define como el elemento que al someterlo a un cambio físico experimenta un cambio relacionado. Entonces, los sensores son transductores. Sin embargo, un sistema de medición puede utilizar transductores, además de sensores, en otras partes del sistema para convertir señales de una forma dada en otra distinta.
En este capítulo seestudiaran los transductores, en particular los que se utilizan como sensores. Se definirá la terminología utilizada para especificar el funcionamiento de los transductores y se darán ejemplos de transductores de uso común en ingeniería.

TERMINOLOGIA DEL FUNCIONAMIENTO
Los siguientes términos se emplean para definir el funcionamiento de los transductores y, con frecuencia, el de los siguientessistemas de medición como un todo.
1.-Intervalo y extensión: El intervalo de un transductor define los límites entre los cuales puede variar la entrada. La extensión es el valor máximo de entrada menos el valor mínimo. Por ejemplo, una celda de carga utilizada para medir fuerzas, podría tener u intervalo de 0 a 50 kN y una extensión de 50 kN.
2.- Error: El error es la diferencia entre el resultadode una medición y el valor verdadero de la cantidad que se mide.
Error= valor medido- valor real
Así, si un sistema de medición marca un valor real de la temperatura es 24°C, el error es + 1° C. Si la temperatura real fuera 26°C, entonces el error seria -1°C. El sensor puede producir un cambio en la resistencia 10.2Ω, cuando el cambio verdadero debió de 10.5Ω. El error es de -0.3Ω.
3.-Exactitud. La exactitud es el grado hasta el cual un valor producido por un sistema de medición podría estar equivocado. Es por lo tanto, igual a la suma de todos los errores posibles mas el error en la exactitud de la calibración del transductor. Por ejemplo, si la exactitud de un instrumento para medir temperatura se especifica con un valor de ± 2° C, la lectura en el instrumento estará entre +2 y -2°Cdel valor real.Es común expresar la exactitud como un porcentaje de la salida a intervalo total, o como una desviación en escala total. El termino desviación en escala total se origino cuando las salidas de los sistemas de medición se presentaban casi siempre en una escala circular y lineal. Por ejemplo, la especificación de exactitud de sensor seria ±5% de la salida en escala total; si el rangodel sensor fuera de 0 a 200°C, entonces puede esperarse que la lectura dada este entre +10 y -10°C de la lectura real.
4.-Sensibilidad. La sensibilidad es la relación que indica cuanta salida se obtiene por unidad de entrada, es decir, salida/entrada. Por ejemplo, un termómetro de resistencia puede tener una sensibilidad de 0.5Ω/°C. Es frecuente que este término también se utilice para indicar lasensibilidad de transductor a los cambios en la temperatura ambiente, o quizás a las fluctuaciones en el suministro de voltaje de la línea de alimentación. Puede decirse que un transductor para medir tiene sensibilidad de ±0.1% de la lectura por °C de cambio en la temperatura.
5.- Error por histéresis. Los transductores pueden producir distintas salidas de la misma cantidad medida según si elvalor se obtuvo mediante un cambio por incremento continuo o por decremento continuo. Este efecto se conoce como histéresis. L a figura 2.1 muestra una salida de ese tipo, donde el error por histéresis es la diferencia máxima en la salida obtenida a partir de valores de incremento y decremento.
6.- Error por no linealidad. Para muchos transductores se supone que en su intervalo de funcionamiento la...
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