sensores

Acelerometro (aceleracion lineal)
Datos. Esta se mide en pC/g (pico coloumbs por g). Cuenta con algunas ventajas comoel poder operar a temperaturas arriba de los 120 ºC. ● Acelerómetro de Baja ImpedanciaSe emplean sistemas microelectrónicos, cosa que el de alta impedancia no es capaz,los cuales detectan la carga generada por el sensor, de esta manera se obtienedirectamente la señal en bajaimpedancia y solamente se transmite la señal. Susunidades son los mv/g (milivoltios por unidad g). Sus ventajas es que no requiere latransformación de alta a baja impedancia y se utilizan cuando se requiere cubrirgrandes distancias. ● Tecnología capacitiva.Estos dispositivos se encargan de variar la posición relativa de las placas de un microcondensador cuando este se encuentra bajo la influencia deaceleraciones. De otramanera, este tipo de acelerómetros se encargan de variar la capacidad entre variosconductores, dos o más, entre los cuales esta un material dieléctrico. Los sensoresque son construidos con esta tecnología miden la aceleración cuando se encuentrenintegrados en un chip de silicio, este tipo de chips reduce los problemas relacionadoscon la humedad, temperatura, número total determinales, etc.Los sensores son formados internamente por un conjunto de capacidades ancladas alcircuito, por otro lado existe un conjunto de placas centrales que se encuentran unidasa anillos que permiten que se muevan estas placas. Como ejemplo, en el siguientesensor las zonas más oscuras son las capacidades ancladas al circuito integrado(como Cao y Cbo), mientras que las placas centrales sonlas que se encuentran en elcentro de dos capacidades fijas.Figura 3. Sistema de placas para sensor capacitivo.En reposo la placa central se debe encontrar entre las capacidades Cao y Cbo, por loque el valor de estas será “Co”.Figura 4. Distancia entre las placas del sensor.Donde:d: distancia entre la placa central y las capacidadesξ: desplazamientoS: superficies de la placa 7
 Cuando se aplicauna aceleración en la dirección de la placa central, esta se moveráprovocando que alguna de las capacidades aumente y otra disminuya, ya que comovimos en el modelo anterior esta se encuentra entre ambas capacidades. El valor delas capacidades respecto a los parámetros de distancia, desplazamiento y la capacidaden reposo, lo podemos resumir en el siguiente modelo matemático ...(8) ● Acelerómetrosbasados en tecnología piezoeléctrica.El funcionamiento viene regido por el efecto piezoeléctrico. Cuando el material sufreuna deformación física, se modifica su estructura cristalina y cambian suscaracterísticas eléctricas. Algunos materiales que son usados son el cuarzo, la sal y laturmalina, esta última posee piroelectricidad, y gracias a esta característica se generauna señal eléctrica cuando latemperatura del cristal es alterada. Las partes de unsensor de este tipo se ilustran el siguiente esquema. Figura 5. Partes del sensor piezoeléctrico. Figura 5.1 Acelerómetro piezoeléctrico.La mecánica consiste en pegar un cristal piezoeléctrico a una masa conocida para quecuando se encuentre sometido a vibración se genere una fuerza que actúe sobre elacelerómetro. Esta fuerza es el resultado dela aceleración por la masa sísmica. Debidoa que la masa sísmica es constante se obtiene una señal proporcional a la aceleraciónde la misma.En la Figura 6 podemos observar el circuito equivalente de este tipo de acelerómetroen función de los parámetros del sistema. 8
 Figura 6. Circuito equivalente del acelerómetro piezoeléctrico.Donde:k: constante del muelle.m: masa del sistemaa: aceleracióndel sistemaC: capacidades del circuito.Así mismo, en la siguiente imagen se muestra de manera genérica un sensorpiezoeléctrico, que genera voltaje cuando es deformado. Figura 7. Sensor piezoeléctrico con voltimetro.Los elementos piezoeléctricos usados en este acelerómetro están hechosnormalmente de circonato de plomo. Estos se encuentran comprimidos por una masa,sujeta al otro lado por un muelle y...