Difícilmente un diseñador conecta un transductor
directamente y la parte de procesamiento o de despliegue de
Un sistema, ya que la señal que nos envía nuestro
transductor por lo general es muy débil o contiene ruido y
Componentes que no deseamos, por eso realizamos etapas de
acondicionamiento de señales
Importante: El circuito de acondicionamiento puede proporcionar una impedancia de entrada adecuada para no
demandar mucha corriente al transductor.
La
ecuación general de un sensor basado en variación fraccional de resistencia x
es:
Si
asumimos:
Cuando
la relación es lineal tenemos:
Tenemos
dos limitaciones:
Se
requiere una fuente de energía para obtener una señal de salida
Esta
fuente de alimentación, cuya magnitud afecta la señal de salida, esta limitada
por el efecto de autocalentamiento
Consiste
en alimentar la resistencia con un voltaje constante y medir la corriente, o
alimentar la resistencia con una corriente constante y medir el voltaje
Este
método es utilizado principalmente en los voltímetros y amperímetros
(multímetros)
En
este método la limitación estriba en que la medición depende de la máxima
variación de x,
la cual pude ser tan pequeña como del 1%. Esto implica que tenemos que hacer
mediciones de variaciones pequeñas montadas sobre un valor constante mucho
mayor
Este
método se puede utilizar en sensores que tengan una variación grande de x.
Si
los sensores de colocan lejos del circuito, se deben considerar la resistencia
que los cables añaden al sensor
La
última figura una forma de medir varios sensores con el mismo juego de alambres
En general, la estructura de un transductor completo se
compone de lo siguiente:
Elemento sensor o captador elemental.
Convierte las variaciones de una magnitud física en variaciones
de una magnitud eléctrica (señal).
Acondicionamiento de la señal.
Si existe, realiza la función de modificar la señal
entregada por el sensor para obtener una señal adecuada (amplificación,
linealización, etc.).
Transductores, sensores y accionamientos.
Un transductor es, en general, un dispositivo que convierte
una señal de una forma física en una señal correspondiente pero de otra forma
física distinta. Es decir, convierte un tipo de energía en otro.
Al medir una fuerza, por ejemplo, se supone que el
desplazamiento del transductor es despreciable, o sea, que no se
"carga" al sistema, ya que de lo contrario podría suceder que este
último, fuera incapaz de aportar la energía necesaria para el desplazamiento.
En la transducción siempre se extrae una cierta energía del sistema donde se
mide, por lo que es importante garantizar que esto no lo perturba.
Dado que hay seis tipos de señales: mecánicas, térmicas,
magnéticas, eléctricas, ópticas y moleculares (químicas), cualquier dispositivo
que convierta una señal de un tipo en una señal de otro tipo debería
considerarse un transductor, y la señal de salida podría ser de cualquier forma
física "útil".
En la práctica, generalmente los transductores ofrecen una señal
de salida eléctrica, debido al interés de este tipo de señales en la mayoría de
procesos de medida. Los sistemas de medida electrónicos ofrecen, entre otras,
las siguientes ventajas:
Debido a la estructura electrónica de la materia, cualquier
variación de un parámetro no eléctrico de un material viene acompañada por la
variación de un parámetro eléctrico. Eligiendo el material adecuado, esto
permite realizar transductores con salida eléctrica para cualquier magnitud
física no eléctrica.
Dado que en el proceso de medida no conviene extraer energía
del sistema donde se mide, lo mejor es amplificar la señal de salida del
transductor. Con amplificadores electrónicos se pueden obtener fácilmente
ganancias de potencia de 1010 en una sola etapa, a baja frecuencia.
Además de la amplificación, hay una gran variedad de
recursos, en forma de circuitos integrados, para acondicionar o modificar las
señales eléctricas. Incluso hay transductores que incorporan físicamente en un
mismo encapsulado parte de estos recursos.
Existen también numerosos recursos para presentar o
registrar información si se hace electrónicamente, pudiéndose manejar no sólo
datos numéricos, sino también textos, gráficos y diagramas.
La transmisión de señales eléctricas es más versátil que la
de señales mecánicas, hidráulicas o neumáticas, y si bien no hay que olvidar
que éstas pueden ser más convenientes en determinadas circunstancias.
Un sensor es un dispositivo que, a partir de la energía del
medio donde se mide, da una señal de salida transducible que es función de la
variable medida.
Sensor y transductor se emplean a veces como sinónimos, pero
sensor sugiere un significado más extenso: la ampliación de los sentidos para
adquirir un conocimiento de cantidades físicas que, por su naturaleza o tamaño,
no pueden ser percibidas directamente por los sentidos. Por otro lado,
transductor sugiere que la señal de entrada y la de salida no deben ser
homogéneas. Para el caso en que lo fueran se propuso el término
"modificador", pero no ha encontrado aceptación.
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