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