Los transductores, constituidos por un

sensor y circuitos electrónicos, posibilitan la

conversión de

magnitudes físicas no eléctricas como

temperatura, fuerza, presión, distancia,

movimiento, etc., en magnitudes

eléctricas ya sean tensiones o corrientes

DC.

Si necesitan exitación externa (pasivos o

activos)

• Por el tipo de salida (analógica o

digital)

• Por el principio de funcionamiento

• Por la magnitud que miden, aunque

esta clasificación presenta la dificultad

de que un mismo transductor

puede medir diversas magnitudes.

Transductores activos y pasivos:

Se Llaman transductores pasivos a aquellos que requieren una fuente eléctrica externa como excitación.

En ellos, la magnitud medida produce un cambio en un elemento eléctrico pasivo del circuito (resistencia,

capacitor, o inductancia).

Los transductores activos son aquellos que generan un voltaje de salida por si mismos. Las salidas autogeneradas

son usualmente de bajo nivel y requieren una etapa posterior de amplificación.

Transductores analógicos y digitales

La mayoría de los transductores tienen una salida

analógica. Se llama analógica a una señal de salida

que es una función continua de la medida, excepto por la

modificación debida a la resolución del transductor.

En los transductores pasivos, la salida analógica es a

menudo proporcional, esto es, la información está

contenida en la proporción de la salida de voltaje del

transductor con respecto a algún voltaje de referencia,

como puede ser la excitación del transductor.

Rango: el rango del transductor debe ser lo suficientemente grande tal que abarque todas las magnitudes esperadas de la cantidad a ser medida.

• Sensibilidad: para obtener datos significativos, el transductor debe producir una señal de salida suficiente por unidad de entrada de medida.

• Efectos de carga: como los transductores siempre consumirán algo de energía del efecto físico que se está probando, debe determinarse si se puede despreciar esta absorción o si se pueden aplicar factores de corrección para compensar las lecturas por pérdidas.

• Respuesta a la frecuencia: el transductor debe ser capaz de responder a la velocidad máxima de cambio

en el efecto que se está observando.

• Formato de salida eléctrica: la forma eléctrica de la salida del transductor debe tener un valor que lo haga

compatible con el resto del sistema de medición.

Impedancia de salida: la impedancia de salida del transductor debe tener un valor que lo haga compatible

con las siguientes etapas eléctricas del sistema.

Requerimiento de potencia: los transductores pasivos necesitan de exitación externa.

• Medio físico: el transductor seleccionado debe poder resistir las condiciones ambientales a las que estará sujeto mientras se efectúe la prueba.

• Errores: los errores inherentes a la operación del mismo transductor o aquellos errores originados por las condiciones del ambiente en la medición, deben ser lo suficientemente pequeños o controlables para que permitan tomar datos significativos.

Una galga extensiométrica consiste de

un alambre muy fino, o más

comúnmente un papel metálico

arreglado en forma de rejilla como se

muestra en la figura. Esta forma de rejilla

permite aprovechar la máxima

cantidad de material de la galga sujeto

a la tensión a lo largo de su eje principal.

lineal miden el movimiento de un cuerpo a lo largo de una trayectoria rectilínea. Además de su empleo como elementos primarios, son usados con

frecuencia como componentes secundarios en sistemas de medición, donde un cambio en otra magnitud física como la presión, fuerza, aceleración o la temperatura, es traducido a un cambio de resistencia y, a su vez, este cambio traduce un desplazamiento lineal.

Las Galgas en una Balanza

La deformación producida sobre la viga en voladizo

genera un voltaje que es linealmente proporcional aldesplazamiento, El circuito acondicionador, Figura 5, con salida de voltaje

según la ecuación (13), nos muestra en qué lugar del

circuito puente se conectan las galgas de medición: Las

galgas adyacentes se compensan en temperatura; las

galgas 1y4 deforman en tensión y por estar opuestas se

suman sus salidas de voltaje; las galgas 2 y 3, estánopuestas y deforman en compresión, lo cual hace que el

signo se invierta y sume sus salidas, de esta forma la

sensibilidad se cuadruplica con respecto a la sensibilidad

de un solo medidor.

La temperatura es un factor de gran relevancia y por tanto se debe tener en cuenta y determinar con la mayor precisión posible qué tanto influye esta el material del que se encuentra compuesto la galga extensiométrica al realizar una prueba, aunque a la hora de la práctica vemos que se dificulta mucho determinar estas consideraciones, y junto con ello se complica el cálculo las correcciones que se deben hacer por los efectos de la temperatura. Por esta razón es precisamente que en el momento de llevar a cabo la prueba o experimento, tenemos que determinar dichas correcciones por los efectos de la temperaturaque hay que tener en cuenta puesto que esto influye en los datos recolectados. Para efectuar este cálculo, se utilizan dos galgas extensiométricas: la que llamaremos galga

1 se instala sobre el objeto de prueba (que se deformará), mientras que la que llamaremos galga 2 se coloca sobre un elemento idéntico al de prueba con la diferencia de que este no será sometido a esfuerzos para que no experimente deformaciones. Estos dos elementos y sus propias galgas son unidos a un circuitoeléctrico dispuesto en forma de puente de Wheatstonede tal manera que cualquier variación de la resistencia de la galga 1 debido a la temperatura, será anulada con una variación semejante en la galga 2, y la condición de desbalance que observemos en el puente se producirá solamente a la deformación unitaria de la galga 1. Cabe aclarar que se debe ser cuidadoso al instalar las galgas de tal forma que se haga exactamente de la misma manera en los respectivos especímenes y con sus respectivas piezas.

DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES FOTOSENSIBLES

Este grupo comprende los dispositivos semiconductores fotosensibles en los que las radiaciones visibles, infrarroja o ultravioleta, provocan por un efecto fotoeléctrico interno, una variación de la resistividad o la aparición de una fuerza electromotriz.

Los tubos fotoemisores (células fotoemisoras), cuyo funcionamiento esté basado en el efecto fotoeléctrico externo (fotoemisión) pertenecen a la partida 85.40.

1) Las células fotoconductoras (fotorresistencias), constituidas comúnmente por dos electrodos entre los que se ha intercalado una sustancia semiconductora (sulfuro de cadmio, sulfuro de plomo, etc.) que tiene la propiedad de ofrecer al paso de la corriente una resistencia cuyo valor varía según la intensidad luminosa que incide en la célula.

Se utilizan para la detección de llamas, para medir el tiempo de exposición de aparatos fotográficos, para contar objetos en movimiento, para la apertura automática de puertas, etc.

2) Las células fotovoltaicas o fotopilas, que transforman directamente la luz en energía eléctrica sin necesidad de una fuente exterior de corriente. Las células de selenio se utilizan principalmente para la fabricación de luxómetros y exposímetros. Las células de silicio tienen un rendimiento más elevado y se prestan principalmente a la utilización en el mando y regulación, para la detección de impulsos luminosos, en los sistemas de comunicación por fibras ópticas, etc.

1°) Las células solares, células

fotovoltaicas de silicio que transforman

la luz solar directamente en energía

eléctrica. Se utilizan generalmente en

grupos para alimentar con energía

eléctrica los cohetes o los satélites de

investigaciones espaciales, emisoras de

socorro de montaña.

2°) Los fotodiodos (de germanio o silicio, principalmente), que se caracterizan por una variación de la resistividad cuando las radiaciones luminosas inciden sobre la unión PN. Se utilizan en procesamiento de datos (lectura de memorias), como fotocátodos en ciertos tubos electrónicos, en los pirómetros de radiación, etc. Los fototransistores y los fototiristores pertenecen a esta categoría de receptores fotoeléctricos.

Cuando están encapsulados, estos dispositivos se distinguen de los diodos, transistores y tiristores del aparato A anterior por la cubierta, en parte transparente para permitir el paso de la luz.

3°) Los pares fotoeléctricos y los fotorrelés, constituidos por la asociación de diodos electroluminiscentes y de fotodiodos, fototransistores y fototiristores.

Los dispositivos semiconductores fotosensibles se clasifican en esta partida, tanto si se presentan montados, es decir, con los terminales o encapsulados, como si se presentan sin montar.

Universidad ICEL

Correa Vega Veronica

Ing. Sistemas computacionales