transductores

CIFP: “RIO TORMES”

TRANSDUCTORES

ELECTRÓNICA ANALÓGICA


Daniel Neila González

26/02/2013





 

1. Definición

Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra de diferente a la salida.
El nombre del transductor nos indica cual es la transformación que realiza, por ejemplo electromecánica, transforma unaseñal eléctrica en mecánica o viceversa.
Es un dispositivo usado principalmente en la industria, en la medicina, en la agricultura, en robótica, en aeronáutica, etc. para obtener la información de entornos físicos y químicos y conseguir señales o impulsos eléctricos o al revés. Aparecen continuamente en la vida cotidiana: teléfonos, micrófonos, paneles solares, estaciones eólicas...
Lostransductores siempre consumen algo de energía por lo que la señal medida resulta debilitada.

2. Características

• Características estáticas: Se manifiesta cuando la entrada es constante o varía lentamente. Son las siguientes:

o Rango o alcance: valores extremos
o “Span”: diferencia ente el valor máximo y mínimo.
o Sensibilidad: relación entre la variación en la entrada y en la salida.
o Curvade calibración.
o Umbral: valor mínimo a partir del cual el transductor genera una señal estable.
o Resolución: mayor cambio que puede darse en la entrada sin que se produzca cambio en la salida.
o Estabilidad: capacidad del transductor para mantener constante su curva de calibración.
o Deriva: desviación de la curva del transductor con el paso del tiempo.
o “No linealidad”: función queexpresa la relación entre la salida real y la “lineal” ante una misma entrada.
o Histéresis: se define a través de una función que es la diferencia de 2 curvas, una medida para incrementos de la señal mecánica y otra medida para decrementos de la misma.




• Características dinámicas: Se manifiestan cuando la entrada se modifica repentinamente de un valor a otro. Son las siguientes:

oRespuesta en frecuencia: análisis de la variación de la sensibilidad del transductor con la frecuencia de la señal de entrada.
o Respuesta en fase: la señal de la salida está desfasada con respecto a la de entrada.
o Tiempo de establecimiento: es el tiempo necesario para que la variación de la señal de salida se produzca dentro de un rango determinado alrededor del valor final.

3. ClasificaciónLos transductores se clasifican dependiendo fundamentalmente de tres factores:

Alimentación:

– Activos o autogeneradores.
– Ellos mismos generan una tensión o corriente.
– No necesitan ninguna alimentación externa.
– Ejemplos: electromagnéticos, fotoeléctricos...

– Pasivos o moduladores:
– Necesitan una alimentación externa

Fundamentos físicos:

– Los termopares basados en losefectos Seebeck, Peltier y Thomson.
– Transductores basados en el efecto piezoeléctrico.
– Transductores basados en el efecto fotoeléctrico.
– Transductores basados en la variación de resistencia eléctrica, de inductancia o de capacidad.

Magnitudes a medir:

Este criterio de clasificación tiene en cuanta cual es la magnitud que se mide, pudiendo ser: temperatura, fuerza, presión, nivel,posición, velocidad, aceleración, desplazamiento...


Transductores de temperatura

– RTDs

Se basan en la propiedad que presentan los materiales conductores de variar su resistencia eléctrica con la temperatura. Se alimentan con tensiones muy bajas, para evitar el calentamiento.

– Termistores

Existen dos tipos: PTC y NTC.
Elemento sensible a la temperatura: resistencia de materialsemiconductor.

Ventajas: mayor sensibilidad que las sondas de resistencia.
Inconvenientes: “no linealidad” muy elevada.

– Termopares

Un termopar se compone de dos hilos de diferentes metales unidos en un extremo ya abiertos en el otro. La tensión que pasa por el extremo abierto es en función de la temperatura de la unión y de los metales utilizados (efecto Seebeck).

Ventajas: precio...