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Instrumentación Industrial. FIV. DISCA-UPV 2005
Transductores. Clasificación
• Según el principio de funcionamiento:– Pasivos ó de parámetro
variable :• Resistivos
• Capacitivos
• Inductivos
– Activos• Fotovoltaicos
• Piezoeléctricos
• Electromagnéticos
– Especiales (Digitales, de alcance, etc…)
• Según la magnitud:• Temperatura• Presión• Fuerza, esfuerzo ó
deformación.• Aceleración• Desplazamiento ó
distancia• Humedad• Caudal• Y un largo etcétera….
Instrumentación Industrial. FIV. DISCA-UPV 2005
Transd. Resistivos: Potenciométricos
Ejemplo de uso:Automóviles
Instrumentación Industrial. FIV. DISCA-UPV 2005
Galgas extensométricas
Ecuación de la galga(K: Factor de galgaє: Deformación).
Instrumentación Industrial. FIV. DISCA-UPV 2005
Acondicionamiento: Puente de Wheatstone
Aplicación: Puente completo para medir la flexión producida por un peso
(Se tiene dos veces más sensibilidad que en medio puente y 4 veces más que en cuarto de
puente)
Ecuación general del puente asumiendo pequeños incrementos de R
(∆R2 = ∆R3 = -∆R1 = -∆R4 )
LAB KVR
RVV 0
00 4
4
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Aplicaciones de las Galgas:
• Células de carga:• Miden peso.• Construido en acero
elástico.• Puente incluido y
calibrado• Gran robustez.• Utilizado muy
ampliamente en básculas de precisión.
Sensibilidad de la célula de carga (especificada por el fabricante):Sensibilidad = (Tensión salida fondo escala/Tensión alimentación puente) (mV/V).
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Medida de presión con galgas integradas
La presión produce deformación en láminas, tubos ó membranas
Sobre estas membranas (generalmente de silicio) se integran micro-galgas y su circuito de acondicionamiento.
Instrumentación Industrial. FIV. DISCA-UPV 2005
Acelerómetros
• Miden la aceleración a través de la deformación que sufre el soporte de una masa inercial, empleando sensores del tipo galga extensométrica, que han sido serigrafiados y calibrados durante el proceso de fabricación del sensor.
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Temperature-Dependent Resistors (RTD)
• Resistencia de platino (muy cara).
• Muy lineal:
• R ≈ Ro(1 + T )
• Valor óhmico en torno a 100-200 ohm.(PT100, PT200)
• Se utiliza la configuración en puente para medir con RTD.
• Necesita gran amplificación, ya que es muy pequeña (0’00385 ºC-1) y cada grado producirá increm. de 0.385 ohm en una PT100.
• Miden hasta unos 500ºC.
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Termistores (NTC y PTC)
R. variable con Temp. A diferencia de las RTD, están hechas con semiconductores.
PTC (Positive Temperature Coefficient): Mayor linealidad, menor sensibilidadNTC (Negative Temperature Coefficient): Menor linealidad, mayor sensibilidad, son más usadas.Para temperaturas por debajo de 50ºC se puede considerar la sigte. Ecuación:
Ro es la resistencia a la temp. de referencia To (25ºC)T y To en ºKβ es una característica del material.
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Light Dependent Resistor (LDR)
• Una LDR es una resistencia con una característica muy particular: su valor depende de la intensidad de luz que incide en ella.
• Cuando la intensidad de la luz aumenta, el valor de la resistencia desciende, y viceversa.
• Una aplicación es la automatización de los sistemas de iluminación, de tal manera que al oscurecer se enciendan las luces.
Sen
sor
de lu
zS
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sor
de o
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rid
ad
Instrumentación Industrial. FIV. DISCA-UPV 2005
Transductores activos: Fotodiodos
• La unión P-N de los diodos genera corriente inversa al ser irradiada por fotones incidentes.
• Son bastante más rápidos que las LDR.
• Suelen ser muy sensibles a los I.R.
Circuito típico de utilización
Salida
AlimentaciónLuz incidente
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Transductores activos: Termopares
• La simple unión de dos metales produce una tensión que depende de la temperatura y de la composición de ambos metales.
• Se trata de tensiones muy pequeñas.
• Son sensores muy robustos y alcanzan temperaturas de hasta 1700ºC, pero requieren instrumentación cara para hacer las medidas correctamente.
• El cableado ha de hacerse con el mismo par de metales del termopar de que se trate (hay 6 tipos estándar: E,J,K,R,S,T)
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Codificadores ópticos: Incrementales
Trenes de pulsos obtenidos en los dos canales
Ejemplos de discos ópticos y forma de montaje típicaPrincipio de funcionamiento