transductores electricos
DESCRIPTION
Publicación de transductores de flujo, presión, temperatura, humedad, sonido, luminoso y otros.TRANSCRIPT
Autor (a): Deximar Boza Edición N° 1
Presión y
flujo
Sonido
Temperatura
y humedad
Luminoso
Transductores Eléctricos
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 ya nos indica cual es la
transformación que realiza (p.e.
electromecánica, transforma una señal
eléctrica en mecánica o viceversa),
aunque no necesariamente la dirección
de la misma. 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 (a partir de esta información)
señales o impulsos eléctricos o viceversa.
Los transductores siempre consumen algo
de energía por lo que la señal medida
resulta debilitada.
Transductores de Presión
Los sensores de presión o transductores de presión
son elementos que transforman la magnitud física
de presión o fuerza por unidad de superficie en
otra magnitud eléctrica que será la que
emplearemos en los equipos de automatización o
adquisición estándar. Los rangos de medida son
muy amplios, desde unas milésimas de bar hasta los
miles de bar.
Para cubrir los diferentes rangos de medida,
precisión y protección, disponemos de una gran
variedad de transductores de presión, fabricados
con diferentes tecnologías, que permiten cubrir
todas sus necesidades.
1. Los transductores de tipo capacitivo
actúan como un condensador en el que una
placa del condensador es una membrana
sensible a la presión: Debido a que la
distancia que existe entre las placas del
condensador es variable, también lo es su
capacidad.
2. Los transductores extensiométricos
se disponen como conductores de gran
longitud que siguen un patrón en zigzag.
Cuando se comprimen o se estiran, su área
transversal cambia y, con ello, su resistencia.
3. Los sensores de presión piezoeléctricos
convierten la presión en una señal eléctrica
cuando se comprimen.
Transductores de Flujo
Los medidores de flujo datan desde los años 1.800,
como el Tubo Vénturi, donde su creador luego de
muchos cálculos y pruebas logró diseñar un tubo para
medir el gasto de un fluido, es decir la cantidad de flujo
por unidad de tiempo.
Principalmente su función se basó en esto, y
luego con posteriores investigaciones para aprovechar
las condiciones que presentaba el mismo, se llegaron a
encontrar nuevas aplicaciones como la de crear vacío a
través de la caída de presión.
Luego a través de los años se crearon
aparatos como los rotámetros y los flujómetros que en la
actualidad cuenta con la mayor tecnología para ser más
precisos en la medición del flujo. También tener siempre
presente la selección del tipo de medidor, como los
factores comerciales, económicos, para el tipo de
necesidad que se tiene etc.
Transductores de Flujo
Los transductores de caudal se basan en distintos principios según se trate de fluidos compresibles o
no. El caudal puede definirse como masa por unidad de tiempo (caudal másico) o como volumen por
unidad de tiempo (caudal volumétrico). El caudal volumétrico depende sólo de la sección considerada
y de la velocidad del fluido, pero el caudal másico depende además de la densidad del fluido y
esta a su vez de la presión y temperatura del mismo. Para fluidos incompresibles ambos caudales se
pueden relacionar por una densidad que puede asumirse como constante, pero para fluidos
compresibles no es así. La mayor parte de los sensores miden caudal volumétrico. En el caso de
fluidos incompresibles la forma habitual de medición es hallar la velocidad de paso por una sección
conocida. Para los compresibles, los métodos más adecuados se basan en el empleo de turbinas.
Transductores de humedad y Temperatura
Los transductores eléctricos de temperatura utilizan diversos fenómenos que son influidos por la
temperatura y entre los cuales figuran:
•Variación de resistencia en un conductor (sondas de resistencia).
•Variación de resistencia de un semiconductor (termistores).
•f.e.m. creada en la unión de dos metales distintos (termopares).
•Intensidad de la radiación total emitida por el cuerpo (pirómetros de radiación).
•Otros fenómenos utilizados en laboratorio (velocidad del sonido en un gas, frecuencia de
resonancia de un cristal, etc.).
Los metales puros tienen un coeficiente de resistencia de temperatura positivo bastante constante. El
coeficiente de resistencia de temperatura, generalmente llamado coeficiente de temperatura es la razón
de cambio de resistencia al cambio de temperatura. Un coeficiente positivo significa que la resistencia
aumenta a medida que aumenta la temperatura. Si el coeficiente es constante, significa que el factor de
proporcionalidad entre la resistencia y la temperatura es constante y que la resistencia y la
temperatura se graficarán en una línea recta.
Transductores de humedad y Temperatura
Cuando se usa un alambre de metal puro para la medición de temperatura , se le refiere
como detector resistivo de temperatura , o RTD ( por las siglas en ingles de resistive temperature
detector).
Cuando se usan óxidos metálicos para la medición de temperatura, el material de oxido
metálicos conformado en forma que se asemejan a pequeños bulbos o pequeños capacitores. El
dispositivo formado así se llama Termistor . Los termistores tienen coeficientes de temperatura
negativos grandes que no son constantes . En otras palabras, el cambio de resistencia por unidad
de cambio de temperatura es mucho mayor que para el metal pro, pero el cambio es en la
otra dirección: la resistencia disminuye a medida que se aumenta la temperatura. El hecho de
que el coeficiente no sea constante significa que el cambio en la resistencia por unidad de
cambio de temperatura es diferentes a diferentes temperaturas.
La linealidad extrema de los termistores los hace poco apropiados para la medición de
temperatura a través de rangos amplios . Sin embargo, para la medición de temperaturas
dentro de bandas angostas, están muy bien dotados , pues dan una gran respuesta a un cambio
de temperatura pequeño.
Como regla general, los termistores son preferibles cuando la banda de temperaturas esperada
es angosta, mientras que los RTD son preferibles cuando la banda de temperatura esperada es
amplia.
Transductores de Temperatura
Transductores de temperatura y humedad
Los transductores de humedad se usan en aquellos lugares donde es necesaria una precisad de la
humedad del aire. Por ejemplo, los transductores de humedades se usan en laboratorios en conexión con
un regulador para mantener una humedad constante en el laboratorio. Los transductores de humedad se
usan también cada vez más en los sectores de calefacción, ventilación y climatización, o en cualquier otro
proceso de producción donde es necesario controlar la humedad del aire. Los transductores se suelen
conectar a una unidad de control separada. Los transductores de humedad convierten la magnitud física
de humedad del aire en una señal normalizada, que la transfiere a un sistema de control. Esto permite
por ejemplo generar una alarma o apagar un sistema de ventilación al superar un valor máximo o
mínimo predefinido.
Transductores de Sonido
Los transductores de sonido se usan en aquellos lugares
donde es necesario controlar el nivel continuo sonoro. Sin
importar si necesita controlar rangos críticos en la producción
o grandes actos, los transductores de sonido permiten medir
el nivel de ruido, y en caso necesario y a través de un
controlador, actuar; por ejemplo, cerrando una ventana o
regulando el volumen. Los transductores de sonido le ofrecen
la posibilidad de conectar un sistema de alarma externo que
le indican al usuario que hay demasiado ruido. Esto permite
actuar de forma inmediata para proteger el oído de posibles
daños.
Transductores de Sonido
El sonido forma parte de las magnitudes críticas, pues
una intensidad de sonido muy alta puede producir
daños en el oído humano. Los transductores convierten
el sonido en una señal eléctrica y permiten al usuario
procesar el sonido técnicamente
Transductores de Luz
Los transductores de luz se usan en
aquellos lugares donde por
ejemplo es necesario activar una
fuente luminosa artificial cuando
disminuye la intensidad de luz diurna.
Los transductores de luz captan la
intensidad luminosa y la convierten en
una señal eléctrica para que un
controlador pueda trabajar los
valores de medición. Esto permite por
ejemplo que una nave de producción
mantenga la misma claridad, lo que
asegura que las condiciones del
puesto de trabajo sean iguales. En
conexión con un registrador de datos
puede almacenar los valores de
luminosidad a través de un periodo
de tiempo, lo que permite por
ejemplo determinar las horas de luz
solar.
Transductores son elementos que transforman una magnitud
física en una señal eléctrica. Se pueden clasificar en dos
grupos: Activos y pasivos. Son transductores activos los que
hay que conectar a una fuente externa de energía eléctrica
para que puedan responder a la magnitud física a medir
como por ejemplo las fotoresistencias y termoresistencias, y
son pasivos los que directamente dan una señal eléctrica
como respuesta a la magnitud física como los fotodiodos y
las sondas de pH.
Se denomina función de transferencia de un transductor a la
relación matemática entre la magnitud física y la respuesta
eléctrica. Dicha función puede ser de diferentes tipos. Una
función de transferencia lineal tiene por expresión S = a +
bs donde S es la señal eléctrica, a y b son constantes y s es
la señal física específica de cada transductor. Las funciones
de transferencias no lineales pueden ser tambien de
diferntes tipos: logarítmicas, como S = a + b Lns;
exponenciales, como S = aebs; polinómicas como S = a + b
s + c s2+ d s3 + …, etc..
Transductores de luz
Un transductor electroacústico es aquel dispositivo que
transforma la electricidad en sonido, o viceversa.Son
ejemplos de este tipo de artefactos son los micrófonos:
estos son transductores electroacústicos que convierten la
energía acústica (vibraciones sonoras: oscilaciones en la
presión del aire) en energía eléctrica (variaciones de
voltaje), un altavoz también es un transductor
electroacústico, pero sigue el camino contrario: un altavoz
transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.
La transducción o transformación de energía, se hace en
dos fases. El modelo teórico de un transductor
electroacústico, se basa en un transductor electromecánico
y un transductor mecánico-acústico. Esto significa, que se
estudia por un lado la transformación de la energía
eléctrica en mecánica, ya que se genera un movimiento, y
por otro lado se estudia la transformación de la energía
mecánica en acústica, ya que el movimiento genera
energía acústica.
Transductor Electroacústico
Transductores de Velocidad
Una de las mediciones más importantes en las aplicaciones
industriales es la de la velocidad angular.
Esto se realiza mediante los tacómetros, que pueden ser
mecánicos o eléctricos. También se puede medir la velocidad
mediante medidores de velocidad por impulsos y sistemas
ópticos.
Tacómetros mecánicos: El más sencillo es el contador de
revoluciones. Consiste en un tornillo sin fin que se acopla al
eje cuya velocidad se quiere medir. Este tornillo hace rotar
por un sistema de engranajes, a dos diales concéntricos
calibrados. Cada división del dial exterior representa una
vuelta del eje giratorio mientras que cada división del dial
interior corresponde con una vuelta
del dial externo.
Otro tacómetro mecánico es el tacómetro centrífugo. Va
provisto de dos bolas, que por efecto de la fuerza centrífuga,
se alejan tanto más del eje cuanto mayor sea la velocidad
angular. Así se comprime un resorte que va unido a un
dispositivo provisto de una aguja indicadora que señala sobre
una escala la velocidad angular.
Entretenimiento
•Transductor. •Presión •Temperatura
•Flujo
•Humedad
•Sonido
•Luminoso
•Eléctrica
Sopa de letras
T R A N S D U C T O R
A Z X O A B Z C E K L
L E U I D A D E M U H
U L P S Ñ L G G P P S
M O O E M N F H E O W
I D O R L Y D P R S Y
N I A P K I A W A Z U
O N L Q A D T L T D A
S O M D J I F L U J O
O S Y Z A B P N R W M
E L E C T R I C A C N