principios sobre transductores un transductor es un dispositivo que convierte una forma de energía...
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Principios sobre transductores
Un transductor es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.
Se tomarán los transductores que convierten eventos fisiológicos en señales eléctricas.
Se trabajará con sensores capacitivos, resistivos, inductivos, piezoeléctricos, fotoeléctricos, electroquímicos, etc.
Principios sobre transductores
Propiedad transducible: Es una característica singular de un evento a la cual se le puede aplicar un principio de transducción.
Principio de transducción: Método empleado para convertir la propiedad transducible en una señal eléctrica
Detección de Hb en sangre
Selector de longitud de
ondaDetector
Procesador de señaly
Dispositivo de lectura
Fuente
Muestra
Propiedad transducible
Principio de transducción
Características de los transductores
Regla de Kelvin (instrumentación): El instrumento de medida no debe alterar el evento que se está midiendo.
Tres criterios de reproducción fiel: Linealidad de amplitud, respuesta en frecuencia adecuada y mínima distorsión de fase.
Linealidad de amplitud
Respuesta en frecuencia
0.05 Hz 150 Hz
Frecuencia
Amplitud
1.0
0.1
Distorsión de fase
)cos()(
)cos()(
2
1
tAtv
tAtv
θ : fase que debe ser minimizada
θ
Clasificación de los transductores
De acuerdo a la propiedad transducible: Temperatura Absorbancia de luz Flujo Presión Desplazamiento Biopotencial, etc.
Principio de transducción: Óptico Resistivo Inductivo Piezoeléctrico, etc.
Transductores de desplazamiento
Se emplean para medir tamaño, forma y posición de órganos o tejidos.
Trabajan en modo directo o indirecto. Pueden emplear diversos principios de
transducción.
Sensores Resistivos
Potenciométricos: Traslacional y rotacional.
Strain-gages: No adheridos, adheridos, semiconductores, de mercurio.
Circuitos puente: Sirven para procesar las señales de los strain-gages
Sensores Resistivos Potenciométricos
Sensores Resistivos
Strain-gages
Sensores Resistivos Strain-gages
GfactoroindicadorFactorLLLL
RRG
L
L
R
R
allegaSe
DAquesabiendoy
L
L
D
D
LconDrelacionaPoissonderelaciónLa
A
A
L
L
R
RA
LALAA
LR
A
dLdALA
A
dLdR
A
LR
:)21(
)6()21(
:
)5(4
:
)4(
:
)3(:)1(
)2(
)2(
)1(
2
2
2
Efecto dimensional Efecto piezorresitivo
Sensores Resistivos
Circuitos puente
Va Vb
Sensores Resistivos Puente de Wheatstone: Suponiendo cuatro
brazos iguales a Ro y variando una cantidad ΔR
ViRoR
Vo
ViRRRo
RRoVi
RRRoRRo
Vo
VbVaVo
22
Puente de Wheatstone: Sistema para balancear los brazos del puente
Rx = 10 * Rj (j=1,2,3,4)Ry = 25 * Rj
Sensores Resistivos
c
b
d
a
R4
D uo
ui
R3
R2
Ry
Ri
Rx
R1
Sensores Inductivos
El voltaje de salida depende de la posición del núcleo
mediodelefectivadadPermeabili
geométricoformadeFactorG
espirasdenúmeron
GnL
L
L
:
:
:
2
Sensores Inductivos Hay tres tipos de sensores inductivos
c
d
c
c
d
(a) (b) (c)
c
d
a a
a
be
d
c
b
b
d
Autoinductancia Inductancia mutua Transformador diferencial
variable (LVDT)
Sensores Inductivos Transformador diferencial variable (LVDT):
El voltaje de salida depende de la posición del núcleo