Reactancia Variable

Instrumentación Electrónica

II.- Las etapas de sensado y acondicionamiento electrónico.

2.- Sensores de resistencia variable y sus acondicionadores. 3.- Sensores de reactancia variable, electromagnéticos y sus acondicionadores. 4.- Sensores generadores y sus acondicionadores. 5.- Otros tipos de sensado. 6.- Amplificadores operacionales de propósito especial.

72

InstrumentaciónElectrónica

Sensores de reactancia variable

Variable no eléctrica

Sensor

Z s = Z o + ∆Z

No están en contacto físico con el medio a medir. Producen un efecto de carga mínimo. Respuesta en frecuencia limitada. Comportamiento no lineal de la impedancia con la variable a medir.

Capacitivos Capacitivos Electromagnéticos Electromagnéticos

Inductivos Inductivos

73

InstrumentaciónElectrónica

Sensores de reactancia variable
Capacitivos (condensador variable)

C=C(geometría, ε)

Pallás Areny, R.; "Sensores y acondicionadores de señal". 2ª ed. Marcombo, Barcelona 1994.

74

Instrumentación Electrónica

Sensores de reactancia variable
Capacitivos (condensador variable) Limitaciones

Presencia de humedad entre las placas → alteración del aislamiento dieléctrico.Linealidad dependiente.

A C =ε⋅ x
Si V ∼ Z→ linealidad con x

1 Z= j ⋅ w⋅C
si V ∼ 1/Z→ linealidad con A, ε

75

Instrumentación Electrónica

Sensores de reactancia variable
Capacitivos (condensador variable) Ventajas

Error por carga mínimo (ausencia de fricción). Fuerza requerida para desplazar el elemento móvil despreciable. Alta estabilidad y reproducibilidad. el estado de lasplacas no afecta a C. si ε es aire → gran estabilidad térmica. Reducción espacial de los campos que generan → no producen interferencias preocupantes.

76

Instrumentación Electrónica

Sensores de reactancia variable
Capacitivos (condensador variable)

Aplicaciones

Si varia x ó A

Pallás Areny, R.; "Sensores y acondicionadores de señal". 2ª ed. Marcombo, Barcelona 1994.

→ medidade desplazamientos angulares y lineales. → otra magnitud transducible a desplazamiento. Si varía ε → medida de humedad, cambios de tª, espesores de dieléctrico.
77

Instrumentación Electrónica

Sensores de reactancia variable
Capacitivos (condensador diferencial)

Pallás Areny, R.; "Sensores y acondicionadores de señal". 2ª ed. Marcombo, Barcelona 1994.

Sistema capacitivo formado pordos condensadores variables dispuestos de forma que experimentan el mismo cambio con la magnitud medida pero en sentidos opuestos.

C1 =

ε⋅A
d+x

V1 = V ⋅
V2 = V ⋅

C2 C1 + C2
C1 C1 + C2

V1 = V ⋅
V2 = V ⋅

C2 =

ε⋅A
d−x

x ⎛ d + x d − x⎞ V1 − V2 = V ⋅ ⎜ − ⎟ =V ⋅ ⎝ 2⋅ d d 2⋅ d ⎠ d−x
2⋅d
78

d+x 2⋅d

Instrumentación Electrónica

Sensores de reactancia variableCapacitivos Aplicaciones
Inclinómetros Medida de humedad

Interruptores de proximidad

Pantallas táctiles

79

Instrumentación Electrónica

Sensores de reactancia variable
Inductivos (variación de reluctancia)

N ⋅i ℜ≡ Φ

N ⋅i ≡ v Φ≡i

ℜ≡R

lo 1 l ℜ=∑ ⋅ +∑ ⋅ µ o Ao µ A 1

N2 L= ℜ
L = L( N , µ o , Ao , lo , µ , A, l )
Kassakian, J. G., Schlecht, M. F., Verghese, G. C.; “Principlesof power electronics". Addison-Wesley, Reading, MA, 1991.

80

Instrumentación Electrónica

Sensores de reactancia variable
Inductivos (variación de reluctancia)

Limitaciones

Ventajas

Evitar influencia de campos magnéticos externos. Linealidad dependiente. si V ∼ Z→ linealidad con µ. si V ∼ 1/Z→ linealidad con l Salida bidireccional → detección de fase. Siempre tª < tªCurie. Pocainfluencia de la humedad. Alta sensibilidad.

81

Instrumentación Electrónica

Sensores de reactancia variable
Inductivos (variación de reluctancia) Aplicaciones

Medida de desplazamientos y posición. Detección de objetos metálicos-férricos. Medida de espesores.

Materiales
Permite trabajar a f elevadas sin peligro

Aire

de saturación. Influye poco en la deriva del valor de...