TRANSDUCTORES

TRANSDUCTORES

Temperatura

También llamados termopares, estos elementos basan su funcionamiento en el principio físico de que si se unen dos alambres de metales diferentes y el punto de unión se calienta o se enfría, aparece una diferencia de tensión entre los dos extremos libres no sometidos a las variaciones temperatura. Este principio fue descubierto en 1.821 por T. J. Seebeck, en cuyo honor se denomina efecto Seebeck.

La magnitud de las diferencias de tensión que resultan del efecto Seebeck es bastante pequeña, del orden de los milivolt. Sin embargo, dado que dichas diferencias de tensión son directamente proporcionales a las respectivas diferencias de temperatura que existen entre la unión caliente y los extremos fríos, es posible medir diferencias de temperatura con este elemento mediante detectores suficientemente sensibles.

La Tabla II muestra algunos termopares, sus rangos útiles de utilización, la variación de la tensión en dicho rango y sus iniciales normalizadas ANSI Las termocuplas presentan un amplio rango de utilización: desde temperaturas criogénicas hasta mayores a las máximas que es posible encontrar en los escapes de los motores a reacción. Son económicas, resistentes y presentan buena estabilidad de largo plazo.

La selección del tipo de unión depende del tiempo de respuesta requerido, el rango de temperatura y las solicitaciones del ambiente donde el sensor se vaya utilizar (atmósferas corrosivas, abrasión mecánica, humedad, etc.).

Nivel

Los sensores de nivel pueden ser de tipo continuo o discreto. A partir de la medida de nivel de un líquido en un tanque.

Estos se basan en variaciones de resistencias de un sensor resistivo por un flotador, transmitidas por un eje al sensor resistivo. Si el captador resistivo se alimenta con un voltaje constante entre sus extremos, aparecerá entre su contacto variable y uno de sus extremos, una señal de voltaje proporcional al giro del eje sensor, y por tanto a la variación del líquido.

Presion

La medición de presiones es una actividad que tiene numerosas aplicaciones en la industria. Incluso las mediciones de otros parámetros muy diferentes (por ejemplo, caudales), se basan en la medición de presiones para determinar su valor. De aquí la importancia de presentar los transductores de este tipo más difundidos y su aplicación.

Piezoeléctricos

Un campo eléctrico aplicado en superficies opuestas de ciertos cristales provoca que éstos reaccionen deformándose mecánicamente. El fenómeno es reversible: las superficies de estos cristales se cargan eléctricamente bajo la acción de esfuerzos mecánicos. En esto consiste el denominado efecto piezoeléctrico directo.

El principio de funcionamiento del que se saca provecho en los materiales piezoeléctricos se basa en lo mencionado, y de los numerosos materiales piezoeléctricos existentes, el cuarzo es el más utilizado debido a su estabilidad.

Según el plano de corte del cristal (tallado), se obtienen elementos que son sólo sensibles a las presiones o bien a las fuerzas de cizalladura en una dada dirección.

El montaje de un cristal piezoeléctrico formando un dispositivo apto para medir presiones resulta en un capacitor de placas planas y paralelas, en el cual el dieléctrico es el mismo elemento piezoeléctrico, tallado y montado adecuadamente, cuya capacitancia vale:

donde ε: constante dieléctrica del material del cristal

A: área de las placas

d: separación de las placas

Caudal

En muchas aplicaciones industriales es deseable medir la tasa de flujo (caudal) de un fluido, sea líquido o gas. Este es un tema complejo, por lo que sólo se resumirán algunos conceptos, presentándose algunas de las técnicas más comunes de medición.

Placa orificio

Consiste en una placa perforada (orificio calibrado) instalada en la tubería por la cual circula el fluido a medir, con dos tomas que captan la presión diferencial. De este modo, medir la presión diferencial equivale a medir el caudal. Los fundamentos y las ecuaciones que dominan el comportamiento de este tipo de sistemas provienen del teorema de Bernouilli, lo cual no es objeto del presente análisis. En base a lo anterior, se puede determinar una fórmula teórica aproximada la cual, considerando factores de corrección que tienen en cuenta el reparto desigual de velocidades en la sección del caño, la contracción de la

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