Sensores y transductores

TEMA 1: SENSORES Y TRANSDUCTORES
1.1.- INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE MEDIDA
La función esencial de un sistema de medida es la asignación objetiva (independiente del observador) y empírica (basada en la experimentación) de un número a una propiedad o cualidad de un objeto o evento. Los objetivos de la medida pueden ser: a) Vigilancia o seguimiento de procesos. Este sería el caso de la medida dela temperatura ambiente y de los contadores de agua y gas. b) Control de un proceso. Como ejemplo se puede considerar un termostato (cuando alcanza una determinada temperatura conmuta y puede dar lugar al efecto contrario que originó su conmutación) o el control del nivel de un deposito. c) Ingeniería experimental. Así ocurriría cuando se miden las fuerzas que actúan sobre un conductor (simulado)de un vehículo cuando este choca contra un objeto. Los resultados obtenidos de esta forma tienen su principal campo de aplicación en el C.A.D. (Computer Aided Design, Diseño Asistido por Ordenador). En la figura 1.1 se representa la estructura general de un sistema electrónico de medida y control, es decir, que abarcaría los tres objetivos citados anteriormente. De todos los bloques que formandicho sistema, se puede decir que tres de ellos son básicos y se encuentran presentes en la práctica totalidad de los sistemas de medida. Estos serían: - SENSOR / TRANSDUCTOR - ACONDICIONADOR DE SEÑAL - PRESENTACIÓN (VISUALIZACIÓN Y REGISTRO)

Fig. 1.1 Estructura general de un sistema electrónico de medida y control.

SENSORES Y TRANSDUCTORES

1.1

Veamos cuales son las característicasfundamentales de estos elementos. 1.1.1.- TRANSDUCTOR Y SENSOR Cuando se hace referencia a este binomio, generalmente se le nombra simplemente como transductor, olvidándose que, si bien van formando un todo en la mayoría de las aplicaciones, se trata de dos elementos entre los cuales se pueden hacer diferencias. Se denomina transductor, en general, a todo dispositivo que convierte una señal de unaforma física en otra señal, que se corresponde con la primera, pero de otra forma física distinta. El fin del transductor es, por tanto, acoplar la magnitud a medir al sistema de medida. Como el tratamiento que se va a hacer de la señal de salida del transductor es normalmente llevado a cabo por equipos o circuitos electrónicos, de todos los transductores que existen (atendiendo a seis tipos deseñales: mecánicas, térmicas, magnéticas, eléctricas, ópticas y moleculares o químicas), los considerados transductores por antonomasia son aquellos que ofrecen una señal de salida eléctrica: tensión, corriente, etc. En la figura 1.2. podemos ver esquematizada la misión del transductor. La relación entre la salida eléctrica ofrecida por el transductor y la magnitud de la señal se conoce como función detransferencia, y por lo general conviene que se aproxime lo máximo posible a una función lineal.

Fig. 1.2. Conversión de señal por transductor.

Aunque en la asignatura se hará referencia indistintamente a los términos transductor y sensor, no queremos finalizar el apartado sin dejar clara la diferencia entre dichos términos, habitualmente utilizados como equivalentes, aunque en rigor no losean. El sensor es el elemento directamente en contacto con la magnitud a medir y no tiene porqué proporcionar ninguna salida eléctrica. Su finalidad es captar esta magnitud para posteriormente transformarla y obtener una salida eléctrica. Un ejemplo que nos puede ayudar a diferenciar los términos sensor y transductor es el mostrado en la figura 1.3. y que hace referencia a un micrófono magnético.Fig. 1.3. Micrófono magnético. Distinción entre sensor y transductor.

SENSORES Y TRANSDUCTORES

1.2

El sensor es la membrana elástica que vibra con la presión de las ondas sonoras que recibe, realizando una conversión de la variable física, presión, en otra variable física: desplazamiento. Este desplazamiento es recogido por una bobina solidaria con la membrana, la cual al moverse...