Transductores

Instrumentación Electrónica

1. Introducción a los sistemas de medida
1.1. Sistemas de medida Se define un sistema de medida como un conjunto de elementos cuya función es la asignación objetiva y empírica de un número a una cualidad o propiedad de un objeto o evento, de tal forma que la describa. Por tanto, el resultado de la medida debe ser independiente del observador (objetiva), basado enalguna experimentación (empírica), y de tal forma que exista una correspondencia entre las relaciones numéricas y las relaciones de las propiedades descritas. En la figura 1.1 se muestra la estructura general de un sistema de medida y control. En ella se puede observar como el proceso de la medida incluye, además de la adquisición de la información por parte de un sensor o transductor, elprocesamiento de la misma y su presentación para que nuestros sentidos puedan percibir los resultados. Por otro lado, cuando dichas medidas se realizan de manera remota se requiere la transmisión de la información.

Figura 1.1. Estructura general de un sistema de medida y control

Un transductor es todo dispositivo que convierte una señal de una forma física en una señal correspondiente pero de otraforma física distinta. Las señales pueden ser de seis tipos: mecánicas, térmicas, magnéticas, eléctricas, ópticas y químicas. Por tanto, se considerará transductor a cualquier dispositivo que convierta una señal de un tipo en otro distinto. Sin embargo, lo normal es que la señal de salida del dispositivo sea una señal eléctrica. Las ventajas de estos dispositivos electrónicos son las siguientes: 1.Debido a la estructura electrónica de la materia, cualquier variación de un parámetro no eléctrico viene acompañada de un cambio en un parámetro eléctrico.

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2. Es relativamente sencillo amplificar señales eléctricas, no tanto así otro tipo de señales. 3. Existen muchos tipos de dispositivos, además de los amplificadores, que permiten modificar y presentar lasseñales eléctricas (modularlas, acondicionarlas, presentarlas, registrarlas). 4. La transmisión de señales eléctricas es más versátil que la de señales mecánicas, hidráulicas o neumáticas. Un sensor es todo dispositivo que, a partir de la energía del medio donde se mide, da una señal de salida transducible que es función de la variable medida. No hay que confundir el término transductor consensor, ya que el segundo se refiere únicamente a los dispositivos que amplían nuestros sentidos para permitirnos conocer el valor de unas determinadas magnitudes físicas. De hecho, es muy común, dentro de un sistema de medida y control, denominar como sensores a los transductores de entrada (señal física/señal eléctrica) y como actuadores o accionamientos a los transductores de salida (señaleléctrica/presentación). Los primeros se utilizan para obtener información del sistema o planta a controlar, mientras que los segundos buscan la conversión de energía para realizar una determinada acción sobre dicho sistema. Los acondicionadores de señal, adaptadores o amplificadores, son los elementos de medida que ofrecen, a partir de una señal de salida de un sensor eléctrico, una señal apta para serpresentada o registrada o que simplemente permita un procesamiento posterior. Las funciones de estos dispositivos se pueden dividir en las siguientes: amplificación, filtrado, adaptación de impedancias y modulación o demodulación. Así, por ejemplo, cuando se requiere de un conversor A/D para convertir una señal analógica en otra digital, normalmente se hace uso de acondicionadores de señal queadaptan la señal analógica a las características de entrada del conversor. 1.2. Tipos de sensores Según el aporte de energía, los sensores se pueden considerar generadores o moduladores. En los sensores moduladores, la mayor parte de la energía de la señal de salida procede de otra fuente auxiliar. En cambio en los sensores generadores, la energía de salida es suministrada por la entrada. Según la...