Sensores y Transductores

I.
INTRODUCCION
Uno de los aspectos de mayor importancia en el rea de Automatizacin
Industrial es el tema de los Sensores, los cuales juegan un rol primordial en
el sistema Productivo
II. PREGUNTAS
1. Introduccin sensores y transductores

Sensores
Un sensor es un dispositivo que est capacitado para detectar acciones o
estmulos externos y responder en consecuencia permitiendo a una
maquina tener un conocimiento del entorno. Estos aparatos pueden
transformar las magnitudes fsicas o qumicas en magnitudes elctricas.
Las variables de instrumentacin pueden ser, por ejemplo: temperatura,

intensidad lumnica, distancia, aceleracin, inclinacin, desplazamiento,
presin, fuerza, torsin, humedad, pH, etc. Una magnitud elctrica puede
ser una resistencia elctrica como en una RTD, una capacidad
elctrica como en un sensor de humedad, una tensin elctrica como en
un termopar, una corriente elctrica como en un fototransistor, etc.
Sensores reflectivos y por

intercepcin
Estn basados en el empleo de una
fuente de seal luminosa
(lmparas, diodos LED, diodos lser,
etc.) y una clula receptora del
reflejo de esta seal, que puede ser
un fotodiodo, un fototransistor, LDR,
incluso chips especializados, como
los receptores de control remoto
Sensores de presin
En la industria hay un amplsimo rango

de sensores de presin, la mayora
orientados a medir la presin de un
fluido sobre una membrana.
Sensores de fuerza
Son de forma plana para asi poder

colocarlos con facilidad entre dos piezas
de la mecnica de nuestro sistema y
medir la fuerza que se aplica sin
perturbar la dinmica de las pruebas
gracias a una tecnologa de variacin
de resistencia elctrica del rea sensora
Girscopos
Su deteccin se basa en que las piezas

cermicas en vibracin son sujetas a
una distorsin que se produce por el
efecto Coriolis.
Termocuplas
El sensor de una termocupla est

formado por la unin de dos piezas de
metales diferentes la unin de los
metales genera un voltaje muy
pequeo, que vara con la temperatura.
Transductores
Los transductores son aquellas partes de una cadena de medicin que

transforman una magnitud fsica en una seal elctrica. Los transductores
son especialmente importantes para que los medidores puedan detectar
magnitudes fsicas. Normalmente, estas magnitudes, como por
ejemplo temperatura, presin, humedad del aire, presin sonora, caudal, o
luz, se convierten en una seal normalizada. Las ventajas de la
transformacin son por un lado la flexibilidad, ya que muchos medidores
soportan la transformacin de seales normalizadas. Por otro lado, las
magnitudes medidas pueden ser ledas a grandes distancias sin
prcticamente prdida alguna. Cuando se usan transductores, la unidad de
evaluacin debe recibir slo el rango de medicin, pues a partir de ah, se
calculan desde la seal elctrica las magnitudes elctricas.
Diferencia
La diferencia es que el sensor solo nos sirve para detectar la variable a
medir detectar si hay o no hay magnitud y en su caso medirla, mientras que
el transductor nos permite modificar la respuesta de nuestro sensor
adaptndola a otro tipo de salida, a una salida la cual se capaz de tomar
una decisin mediante otro elemento, como lo puede ser que se permita o
no el flujo de un lquido o que tanto debe pasar.
2. Caractersticas estticas de un transductor

Rango de medida:
Es el rango de valores de la magnitud de entrada comprendido entre
un mximo y un mnimo detectable por un sensor, con una tolerancia de
error aceptable.
Resolucin:
Indica la capacidad del sensor para discernir entre valores prximos de la
variable de entrada. Se mide por la mnima diferencia entre dos valores
prximos que el sensor es capaz de distinguir. Indica que variacin dela
seal de entrada produce una variacin detectable en la seal de salida. Se
puede indicar en trminos de valor absoluto de la variable fsica medida o
en porcentaje respecto al fondo de escala de la salida.
Precisin:
Define la variacin mxima entre la salida real obtenida entre determinadas
condiciones de entorno y la salida terica que correspondera, en idnticas
condiciones dadas como patrn para el sensor. Se suele indicar en valor
absoluto de la variable de entrada o en porcentaje sobre el fondo de escala
de la salida.
Repetibilidad:
Indica la mxima variacin entre valores de salida obtenidos al medir varias
veces la misma entrada con el mismo sensor y en idnticas condiciones
ambientales. Se suele expresar en porcentaje referido al fondo de escala y
brinda una indicacin del error aleatorio del sensor.
Linealidad:
Un transductor es lineal si existe una constante de proporcionalidad nica
que relaciona los incrementos de la seal de salida con los respectivos
incrementos de la seal de entrada en todo el rango de medida. La no
linealidad se mide por la maxima desviacin entre la respuesta real y la
caracterstica puramente lineal.)
Sensibilidad:
indica la mayor o menor variacin de la seal de salida por unidad de la
magnitud de entrada. Cuanto mayor sea la variacin de la seal de salida
producida por una variacin en la seal de entrada, el sensor es ms
sensible.
Ruido:
Cualquier perturbacin aleatoria del propio transductor o del sistema de
medida que afecta la seal que se quiere medir, produzca una desviacin de
la salida con respecto al valor de entrada.
3. Acondicionamiento de una seal de salida de un

transductor.
La seal de salida de un sistema de medicin en general se debe procesar
de una forma adecuada para la siguiente etapa de la operacin. La seal
puede ser por ejemplo demasiado pequea, y sera necesario amplificarla;
podra contener interferencias que eliminar; ser no lineal y requerir su
linealizacin; ser anloga y requerir su digitalizacin; ser digital y convertirla
en anloga; ser un cambio de voltaje y convertirla a un cambio de corriente
de magnitud adecuada, etc. A todas estas modificaciones se les designa por
lo general con el trmino Acondicionamiento de Seales.
4. Transductores para medir temperatura
TDT son los dispositivos con los cuales se puede convertir la variacin de
valor hmico de un sensor trmico en una seal proporcional de corriente.
La seal sirve para activar:
- instrumentos indicadores convencionales de bobina mvil
- indicadores digitales de temperatura
- registradores de temperatura
- centros de control y procesamiento de datos.
Bajo el aspecto elctrico, los transductores TDT fueran especialmente
concebidos y desarrollados para atender las severas condiciones de surtos
de tensin normalmente presentes en las subestaciones elctricas y usinas
generadoras.
Bajo el aspecto mecnico, fueran proyectados y construidos para garantizar
gran robustez y resistencia a los choques y vibraciones, lo que los hace
apropiados para instalacin directa en grandes transformadores y
generadores, o cualquiera aplicacin sujeta a solicitaciones mecnicas
rudas.
CARACTERISTICAS
- Circuitos estticos de precisin, elevada resistencia a los surtos de tensin
y grande robustez constructiva.
- Gran confiabilidad proporcionada por la cuidadosa seleccin de los
componentes y riguroso control de calidad.
El transductor es un aparato con salida de corriente constante, de modo que
quedan automticamente compensadas las eventuales variaciones de la
resistencia total de la malla de salida.
Se queda, as, garantizada la precisin, hasta el valor mximo de la carga
admisible para cada tipo de transductor.
En ese punto es importante observar que la corriente de salida crece con el
aumento de la resistencia hmica del sensor. Si ocurre una de las siguientes
situaciones:
-Energizacin del transductor con los conductores del sensor (bornes 4, 5 y
6) desconectados
-Desconexin o ruptura de cualquiera de los conductores 4, 5 o 6, con el
transductor energizado
Para el circuito del transductor, eso significa un gran aumento de la
resistencia hmica del sensor, con consecuente elevacin de la corriente de
salida a valores muy superiores al mximo previsto en operacin normal, al
mismo tiempo en que ocurren excesos de tensin en diversos puntos del
circuito.
As, tanto los indicadores conectados al transductor, como el propio
transductor estarn sujetos a daos serios, caso ocurre la desconexin o
ruptura de los conductores del sensor, en las condiciones arriba.
5. Transductores para medir deformaciones
Transformadores diferenciales
El transformador diferencial dispone de un primario y dos secundarios
idnticos acoplados magnticamente al primario mediante un nucleo mvil,
dicho ncleo es solidario a un palpador, cuyo desplazamiento es el que se
mide, de tal forma que en reposo el palpador est colocado simtricamente
respecto de los secundarios y al desplazarse se descentra. El
desplazamiento puede ser lineal o rotativo.
En la Figura se representa un transformador diferencial lineal, tanto en estos
como en los rotativos, los dos secundarios se suelen conectar en oposicin,
de tal forma que, en la posicin cero, las tensiones inducidas en cada uno
de ellos son iguales y por tanto, la tensin total obtenida es nula. Si el
ncleo se desplaza, las tensiones de los secundarios dejan de ser iguales y
la tensin U2 varia en mdulo y signo segn el sentido de desplazamiento.
Pueden alcanzarse resoluciones de algunas dcimas de milmetro.
Galgas extensomtricas
Las galgas de semiconductor poseen una sensibilidad muy superior a las de

hilo debido a que el fenmeno de variacin de resistencia por la
deformacin se le une un efecto piezoelctrico (variacin de resistividad por
la deformacin del semiconductor), sin embargo, este fenmeno tiene una
gran dependencia de la temperatura y obliga a compensar los resultados
trmicamente lo cual dificulta la calibracin.
Transductores piezoelctricos
Algunos elementos cristalinos como el cuarzo, la turmalina u otros
materiales sintticos poseen la propiedad de adquirir una polarizacin en la
direccin de los denominados ejes elctricos, cuando se les somete a un
esfuerzo y se deforman segn la direccin de los llamados ejes mecnicos.
El fenmeno se debe al desplazamiento que sufre el centro de gravedad de
las cargas, generando un efecto dipolo elctrico. Esta propiedad se
aprovecha para construir sensores de deformacin o de medida indirecta de
esfuerzos, utilizando o bien la carga elctrica que se produce o bien la
frecuencia de oscilacin.
Los sensores basados en la carga, miden la cantidad de sta que se produce
en la direccin de los ejes elctricos, al someter al cristal a un esfuerzo en
los ejes mecnicos. La densidad de carga producida es proporcional a la
presin ejercida sobre el cristal, la constante de proporcionalidad para el
cuarzo, por ejemplo, es de 2.1.10-12 culombios/newton, lo que permite
establecer una relacin que ligue la fuerza ejercida con la carga producida.
6. Sensores de posicin y nivel
Sensores de posicin
Nos brinda informacin del lugar que se encuentra en referencia a un lugar.
Ejemplos:
Analgicos: potencimetros, resolver, sincro, LVDT, Inductosyn.

POTENCIMETROS: Se usan para la determinacin de desplazamiento
lineales o angulares.
Digitales: encoders (absolutos e incrementales).
ENCODERS: (codificadores angulares de posicin) Constan de un disco

transparente con una serie de marcas opacas colocadas radialmente y
equidistantes entre s, de un sistema de iluminacin y de un elemento
fotorreceptor. El eje cuya posicin se quiere medir va acoplado al disco, a
medida que el eje gira se van generando pulsos en el receptor cada vez que
la luz atraviese las marcas, llevando una cuenta de estos pulsos es posible
conocer la posicin del eje. La resolucin depende del nmero de marcas
que se pueden poner fsicamente en el disco.
I. Conclusiones
La diferencia es que el sensor solo nos sirve para detectar la variable a

medir detectar si hay o no hay magnitud y en su caso medirla, mientras
que el transductor nos permite modificar la respuesta de nuestro sensor
adaptndola a otro tipo de salida, a una salida la cual se capaz de tomar
una decisin mediante otro elemento, como lo puede ser que se permita
o no el flujo de un lquido o que tanto debe pasar.
I. Vinculos
http://robots-argentina.com.ar/Sensores_general.htm
http://pilarduartetecnologia.blogspot.pe/2011/08/sensores-concepto.html
http://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-
medida/sistemas/transductores.htm
https://es.scribd.com/doc/262528993/Caracteristicas-Estaticas-y-Dinamicas-
de-los-Transductores-Transductores-docx
http://www.loefer.com.br/Idioma/Espanhol/SPAN_TDT.htm
http://www.isa.cie.uva.es/~maria/sensores.pdf
http://www.info-ab.uclm.es/labelec/solar/Componentes/SDEFORMACION.htm

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Analgicos: potencimetros, resolver, sincro, LVDT, Inductosyn.

Digitales: encoders (absolutos e incrementales).

ENCODERS: (codificadores angulares de posicin) Constan de un disco

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