transductores semiconductores

bioibiomedunefm@hotmail.com
Clave: bioinst1

SENSORES
CAPACITIVOS

 Sensores

basados en la variación de la
capacidad de un componente eléctrico o
electrónico en respuesta a la variación de
alguna magnitud física.

 El

valor de la capacidad depende de la
disposición geométrica de los conductores y
de las características del material dieléctrico.

 Se

utilizan paramedir desplazamientos lineales
y angulares, detectar objetos próximos, medir
el grado de humedad, de presión, de nivel y
aceleración, etc.

 En

general no les afectan las variaciones de
temperatura (excepto si el dieléctrico es agua),
son muy estables y tienen muy bajo consumo.

 Necesitan

especiales.

circuitos

de

acondicionamiento

 Los

principales sensorescapacitivos son:

Sensores

de condensador variable

Sensores

de condensador diferencial

Sensores

de diodos de capacidad variable

 Condensadores

de Placas Planas Paralelas



Según se mida la impedancia o la admitancia y en
función del parámetro que se modifica, los
sensores de condensador plano son o no lineales.



Si se mide la admitancia (proporcional a lacapacidad C) se obtiene:
- Un sensor no lineal si se hace variar la
distancia x entre las placas.
- Un sensor lineal si se modifica el área A de
las placas.
- Un sensor lineal si se modifica la constante
dieléctrica ε.

No Lineal

Lineal

Lineal

Admitancia: es la facilidad que este ofrece al paso de la corriente.
Impedancia: es la medida de oposición que presenta un circuito a unacorriente cuando se aplica un voltaje.



Es usual que existan condensadores con dos o más
dieléctricos:

La εr del aire se considera igual que la del vacío “1”.
La εr del agua pura varía con la temperatura y su
valor es: εr = 88 a 0ºC y εr = 55,33 a 100ºC.
 Si el dieléctrico es un material ferroeléctrico y su
temperatura es superior a la temperatura de Curie,
la εr es proporcional alrecíproco de la temperatura:



 Condensadores

Cilíndricos (Coaxiales)



Un condensador diferencial está formado por
dos placas metálicas fijas entre las que se puede
desplazar paralelamente otra placa de tal modo
que forman dos condensadores variables que
experimentan el mismo cambio de su capacidad
pero en sentidos opuestos. Mediante un circuito
de
acondicionamientoadecuado
que
proporcione una tensión de salida en función de
la diferencia de capacidades se obtiene una
salida lineal y un aumento de la sensibilidad.

 Limitaciones
No

siempre se pueden despreciar los
efectos de los bordes
Campo Eléctrico
Uniforme

Igual potencial y se desplazan
en conjunto

El

aislamiento entre las placas debe ser
elevado y constante.

Existenciade interferencias capacitivas ya
que solo se puede colocar a masa una de las
dos placas, para lo cual se recurre al
apantallamiento de los cables, lo que reduce
la sensibilidad del sensor.

Los sensores capacitivos contienen un oscilador en la sección
delantera, el circuito de oscilación es influenciado por
variaciones en la capacidad del sensor, de tal manera que al
entrar en contactocon un material, sólido o líquido el sensor se
activa.



Tienen un error por carga mínimo, porque no existe contacto
mecánico directo.



La estabilidad y la reproducibilidad son muy elevadas porque el
valor de C no depende de las propiedades de las placas, ni de los
cambios de temperatura.



Si el dieléctrico es aire, la constante dieléctrica varía poco con la
temperatura.

Proporcionan elevada resolución para medir desplazamientos.



No producen campos magnéticos y los campos eléctricos son
pequeños,



La energía consumida es mínima.



Medida de desplazamientos muy pequeños ya que no
hay errores de fricción.



Medida de variables que se pueden convertir en un
desplazamiento como por ejemplo la presión, la
fuerza, el par, la...