Sensores Resistivos

Lección 6
Sensores resistivos
6.1 Sensores potenciométricos.
6.2 Galgas extensiométricas.
6.3 Fotorresistencias.
6.4 Sensores de gases de óxidos metálicos.
6.5 Magnetorresistencias.

Instrumentación Electrónica

1

Lección 6. Sensores resistivos

1

6.1 Sensores Potenciométricos

Vcc

R(1-x)

R

Cursor
R·x

Aplicaciones

Problemas

• Medida de desplazamientos
•Medida de presión
• Medida de nivel

Instrumentación Electrónica

• Mecánicos
• Rozamiento
• Autocalentamiento
• Inercia
2

Lección 6. Sensores resistivos

• Un potenciómetro es un dispositivo electromecánico que consta de una resistencia de valor fijo
sobre la que se desplaza un contacto deslizante, el cursor, que la divide eléctricamente.
• La aplicación más común de estedispositivo en instrumentación es como sensor de
desplazamiento de tipo resistivo. El movimiento del cursor origina un cambio en la resistencia
medida entre el terminal central y uno cualquiera de los extremos. Este cambio de resistencia
puede utilizarse para medir desplazamientos lineales o angulares de una pieza acoplada al
cursor. Para la obtención de una señal eléctrica relacionada con eldesplazamiento se alimenta
en general, con una tensión continua, adoptando la configuración de un simple divisor de tensión.
• Los potenciómetros pueden utilizarse para medir diversas magnitudes físicas siempre que sea
posible convertirlas en un desplazamiento.
• A pesar de que estos sistemas fueron los primeros que se emplearon en la instrumentación
industrial, hoy en día la aplicación delpotenciómetro como sensor de desplazamiento ha caído en
desuso por diversos problemas:
- Mecánicos: anclajes, rodamientos, guías.
- Rozamiento: acorta la vida. Suele indicarse la vida mecánica en ciclos.
- Autocalentamiento: provoca errores, ya que la resistencia varía con la temperatura.
- Vibraciones: puede provocar la pérdida de contacto del cursor sobre la resistencia.
Estos problemas han hecho queestos dispositivos hayan sido sustituidos por dispositivos más
fiables basados en procedimientos de detección ópticos como los codificadores de impulsos.

2

Tipos de potenciómetros
Lineales

Elemento
resistivo
Cursor

Rotatorios

Elemento
resistivo

Eje

Cursor

Eje

Muelle
Cable
flexible
Bobina

“Yo-yo” o de cable

Potenciómetro
Instrumentación Electrónica

3Lección 6. Sensores resistivos

Los potenciómetros se pueden clasificar atendiendo a diversos criterios:
• Según elemento resistivo utilizado:
- Hilo bobinado: el elemento resistivo es un hilo arrollado sobre un soporte.
Excelente estabilidad térmica y capacidad para manejar niveles de potencia
considerables.
- No bobinados: el elemento resistivo puede ser cermet (aleación de cerámica ymetal), carbón, plástico conductivo, película metálica.
• Por el tipo de desplazamiento que realice el cursor:
- Movimiento lineal: el cursor describe desplazamientos en línea recta. El
desplazamiento puede ir desde milímetros hasta varios metros.
- Rotatorios: pueden ser de una vuelta o multi-vuelta (3, 5, 10 o 15)
- Cuerda, “yo-yo” o de cable: permiten medir la posición y la velocidad de uncable flexible arrollado en una bobina que está sometida a la tracción de un
muelle. Pueden llegar a medir varias decenas de metros del cable.

3

Circuito equivalente

R2

vi

Thévenin

L

Ro

a

a

R1

RL

VTH

RL

l

b

b

x=

l
L

Ro/R [%]

R = R1 + R2

v TH = v i

30

R1 = R·x

20

R2= R(1-x)
Instrumentación Electrónica

10
0

voR1
= vi x
R1 + R2

Ro = R1||R2 = Rx(1-x)
0,5
4

1

x
Lección 6. Sensores resistivos

Consideremos el circuito de la figura formado por un potenciómetro lineal de
resistencia nominal R y de longitud de desplazamiento máximo, L. Sea l el
desplazamiento actual medido desde un punto tomado como referencia y sea
x=l/L la fracción del desplazamiento recorrido. Como el potenciómetro es...