electronica

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Sensores resistivos
Los sensores basados en la variación de la resistencia eléctrica de un dispositivo son probablemente los más
abundantes. Esto se debe a que son muchas las magnitudes físicas que afectan al valor de la resistencia
eléctrica de un material.
En consecuencia, ofrecen una solución válida para numerosos problemas de medida. En el caso de los
resistores variables con latemperatura, ofrecen también un método de compensación térmica aplicable en los
sistemas de medidas de otras magnitudes.
Describiremos los sensores más frecuentes basados en la variación de resistencia, exponiendo su fundamento,
tecnología circuito eléctrico equivalente y aplicaciones.
Para la clasificación de los diversos sensores de esta clase se toma como criterio el tipo de magnitud física amedida. El orden seguido es el de variables mecánicas, térmicas magnéticas, ópticas y químicas.

2.1 POTENCIÓMETROS
Un potenciómetro es un resistor con un contacto móvil deslizante o giratorio (figura 2.1). La resistencia entre
dicho contacto móvil y uno de los terminales fijos es:
ρ
ρ
R = l (1 − α) = ( l − x)
(1.1)
A
A
donde x es la distancia recorrida desde el otro terminal fijo, αla fracción de longitud correspondiente, ρ es la
resistividad del material, l su longitud y A su sección transversal, supuesta uniforme.

Figura 2.1 Potenciómetro ideal y su símbolo

Desde el punto de vista dinámico, es en principio un sistema de orden cero, si bien puede formar parte de un
sensor que no sea de orden cero como, por ejemplo, un sistema masa resorte.
El comportamientodescripto por (1.1), que equivale a decir que la resistencia es proporcional al recorrido del
cursor, implica aceptar la validez de una serie de simplificaciones que conviene aplicar, pues no siempre
pueden darse por garantizadas.
En primer lugar, se supone que la resistencia es uniforme a lo largo de todo el recorrido l, pero obviamente la
resistencia no será perfectamente uniforme por lo que lalinealidad del potenciómetro estará acotada. La
diferencia entre el comportamiento esperado y el obtenido se denomina conformidad. En segundo lugar, se
supone que el contacto del cursor da una variación de resistencia contínua , no a saltos y que, por lo tanto, la
resolución es infinita, pero esto no es cierto para todos los tipos de elementos resistivos. Además, el recorrido
mecánico suele sermayor que el “recorrido eléctrico”, es decir, no todo soporte está recubierto de conductor.
Para que el modelo descrito por (1.1) sea aceptable, si se alimenta el potenciómetro con una tensión alterna, su
inductancia y su capacidad deben ser despreciables. Para valores de Rn bajos, la inductancia no siempre es
despreciable, en particular si se trata de modelos con resistencia bobinada. Paravalores de Rn altos, la
capacidad parásita puede tener importancia.
Otro factor a considerar es que los resistores cambian de valor con la temperatura. Por lo tanto, el modelo
anterior es válido siempre y cuando no haya variaciones no uniformes de temperatura. Estas pueden ser
debidas no solo a las fluctuaciones de la temperatura ambiente, sino también a su autocalentamiento motivado
por lalimitación en la potencia que puede disipar el potenciómetro. Si esta es P y se alimenta el potenciómetro
con una tensión, el valor eficaz de esta en bornes de aquel, V, debe cumplir:
V ≤ P⋅ R
(1.2)

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Si el circuito de medida no tiene una impedancia de entrada suficientemente alta y carga al potenciómetro,
puede haber calentamientos excesivos en determinadas zonas.
Otro factor que limitala validez del modelo descrito es el rozamiento del cursor y su inercia, que deben ser
despreciables pero manteniendo un buen contacto.
Como compromiso, la fuerza que desplaza el cursor es de 4 a 15 g. Para el caso de movimientos variables, el
par de arranque suele ser del doble del de mantenimiento , y este se reduce mediante lubricación. Si los
movimientos son rápidos, no debe haber...