Galgas extensometricas

TEMA 2: SENSORES RESISTIVOS

Bibliografía: Sensores y acondicionadores de señal Pallás Areny, R. Marcombo, 1994 Instrumentación electrónica moderna y técnicas de medición Cooper, W.D. y otro Prentice-Hall, 1990 Componentes electrónicos Siemens Marcombo,1987 Hojas de características de los fabricantes Juan Enrique García Sánchez, Octubre 2007 Dpto. de Ing. Eléctrica, Electrónica y Automática.Universidad de Castilla – La Mancha

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Juan Enrique García Sánchez, Octubre 2007

INTRODUCCIÓN
Los sensores basados en la variación de la resistencia eléctrica de un dispositivo son probablemente los más abundantes. Ello se debe a que son muchas las magnitudes físicas que afectan al valor de la resistencia eléctrica de un material. En este capítulo se describen lossensores más frecuentes basados en la variación de resistencia, exponiendo su: • • • • Fundamento Tecnología Circuito eléctrico equivalente Aplicaciones

Para la clasificación de los diversos sensores de esta clase se ha tomado como criterio la magnitud física medida. El orden seguido es: • • • • • Variables mecánicas Variables térmicas Variables magnéticas Variables ópticas Variables químicas

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POTENCIÓMETROS
Un potenciómetro es un resistor con un contacto móvil deslizante.

ρ ρ Rp x R = Lα = x = A A L x α = ; 0 ≤ α ≤1 L
Se observa que la resistencia entre el cursor y uno de sus terminales es proporcional al desplazamiento del mismo.

x

Desde un punto de vista dinámico, suponiendo la masa del cursordespreciable, es un sistema de orden cero. Suponiendo que el potenciómetro se alimenta con una tensión V, su circuito equivalente de Thevenin sería:

R

Rp

L

+ VT

RT

R T = Rp (1 − α ) // Rp α = VT = V Rp α = V α Rp

Rp α Rp (1 − α ) = Rp α (1 − α ) Rp α + Rp (1 − α )

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POTENCIÓMETROS (Continuación)
El comportamientodescrito es ideal e implica aceptar algunas simplificaciones cuya validez no se puede garantizar en todos los casos. Se asume que: La resistencia es uniforme a lo largo de todo el recorrido o bien sigue una ley determinada. El contacto del cursor proporciona una variación de resistencia continua (no a saltos) por tanto, la resolución es infinita. Si se alimenta el potenciómetro con una tensiónalterna, su inductancia y capacidad deben ser despreciables. Para valores de Rp bajos, la inductancia no siempre es despreciable, sobre todo para potenciómetros bobinados. Para valores de Rp altos, la capacidad parásita puede tener importancia. La temperatura del potenciómetro es uniforme. Esta se debe tanto al medio que lo rodea como al propio autocalentamiento. El rozamiento del cursor y suinercia son despreciables. Estas características ideales, obviamente, no se consiguen plenamente en los potenciómetros comerciales. No obstante, estas limitaciones son compensadas sobradamente por las ventajas de este dispositivo que, siendo simple y robusto, permite obtener exactitudes elevadas en relación con su precio.

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Juan Enrique García Sánchez, Octubre 2007POTENCIÓMETROS (Continuación)
Aplicaciones: Existen potenciómetros en los que la resistencia no es una función lineal del desplazamiento del cursor. Se utilizan cuando se quieren conseguir efectos no lineales con el desplazamiento. Por ejemplo: logarítmicos, exponenciales, cuadráticos, etc. En la figura se muestra un caso en el que la dependencia del desplazamiento es cuadrática. Existenpotenciómetros para detectar todo tipo de desplazamientos: lineales, angulares, etc. En la figura se muestra un potenciómetro especial para la medida de inclinaciones. El anillo conductor guía una bola que hace las veces de cursor. La resistencia es proporcional a la inclinación ya que la bola siempre permanece en la posición vertical. Existen potenciómetros dobles que permiten determinar la posición de un...