Transductores

Transductores

Introducción

Dentro de la instrumentación biomédica se van tener que realizar medidas ya sea de manera directa o indirecta de determinados parámetros, la medida se las realiza a través de sensores que requieren el contacto directo con la medida a obtener. Es por eso que se desarrollan los transductores, que son elementos que nos permiten tener una señal en función de otra, ya sea variando sus parámetros físicos o eléctricos, por tanto el uso delos mismos esta tanto a nivel industrial como al nivel de la instrumentación biomédica.

Transductor:

Son dispositivos más complejos y elaborados que los sensores, debido a que estos llevan tecnología incorporada, con el propósito de captar una manifestación energética de cierto tipo y convertirla en una manifestación energética más controlable y mesurable, la cual suele serla energía eléctrica. Los transductores son los primeros en recibir la señal física.

Características generales de los transductores Características estáticas:

Cuando la magnitud medida varía de forma lenta pudiéndose considerar estática.

Características dinámicas:

Cuando la magnitud medida varía de forma apreciable con el tiempo.

Tipos de transductores.

• Resistivos

• Inductivos

• Capacitivos

• Piezoeléctricos

TRANSDUCTORES RESISTIVOS

La presión desplaza un cursor a lo largo de una resistencia a modo de potenciómetro cuyo valor se modifica proporcionalmente a la presión aplicada.

Estos transductores operan bajo el principio de que un cambio en la presión produce un cambio en la resistencia del elemento sensor. Están constituidos por un elemento elástico (tubo Bourdon, fuelle, diagrama), el cual hace variar la resistencia de un potenciómetro en función de la presión. La figura muestra los dos tipos de transductores resistivos, en uno de ellos el elemento sensor lo constituye un fuelle y el otro un diafragma.

En este caso, la variación de resistencia se produce por una variación de temperatura. El principio de operación es el siguiente: se hace pasar corriente eléctrica a través de un filamento colocado en una cámara presurizada; por efecto de esta corriente el filamento se calienta. La temperatura del filamento y por consiguiente su resistividad varían inversamente con la presión del gas, El elemento sensor esta constituido por dos buldos o cámaras presurizadas: una de medición y otra de referencia. El elemento resistivo esta constituido por un filamento de platino o tungsteno. Este tipo de medidor se puede utilizar para medir densidad, presión o velocidad de gases. Su construcción es simple y no requiere de amplificaciones.

TRANSDUCTORES PARA CAMPOS MAGNÉTICOS

Transductor magnético, del tipo de los que comprenden un detector formado por dos plaquitas metálicas conductoras fácilmente influenciables por los campos magnéticos de las cuales se prolongan sendos conductores para su conexión al circuito, cuyas plaquitas se disponen en el interior de un espacio protegido junto al cual se coloca un imán con la orientación precisa para obligar a las plaquitas a tocarse, caracterizado esencialmente por el hecho de estar constituido por un cuerpo mono pieza dotado de dos alojamientos alargados y paralelos entre los cuales se abre un espacio libre, en uno de cuyos alojamientos se coloca un detector del tipo citado, y en el otro un segundo imán con la potencia suficiente para vencer la acción del primer imán y obligar a las plaquitas a separarse, porque al pasar un cuerpo ferro magnético por el espacio libre absorbe la mayor parte del campo magnético del segundo imán con lo que las plaquitas se tocan, cerrando el contacto entre los conductores. Se clasifican en dos grupos según el principio de funcionamiento.

Transductores de inductancia variable:

En los que el desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una bobina aumenta la inductancia de ésta en forma casi proporcional a la porción metálica del núcleo contenida dentro dela bobina. El devanado de la bobina se alimenta con una corriente alterna yla F.E.M., de autoinducción generada se opone a la F.E.M.,de alimentación de tal modo, que al ir penetrando el núcleo móvil dentro de la bobina, la corriente presente en el circuito se va reduciendo por aumentar la F.E.M.,de autoinducción.

Los transductores de reluctancia variable

: consiste en un imán permanente o un electroimán que crea un campo magnético que crea un campo magnético dentro del cual se mueve una armadura de material magnético. El circuito magnético se alimenta con una fuerza magnetomotriz constante con lo cual al cambiar la posición de la armadura varía la reluctancia y por lo tanto el flujo magnético.

Transductor capacitivo

Los sensores capacitivos (KAS) reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica.

Funcionamiento

Desde el punto de vista puramente teórico, se dice que el sensor está formado por un oscilador cuya capacidad la forman un electrodo interno (parte del propio sensor) y otro externo (constituido por una pieza conectada a masa). El electrodo externo puede estar realizado de dos modos diferentes; en algunas aplicaciones dicho electrodo es el propio objeto a sensar, previamente conectado a masa; entonces la capacidad en cuestión variará en función de la distancia que hay entre el sensor y el objeto. En cambio, en otras aplicaciones se coloca una masa fija y, entonces, el cuerpo a detectar utilizado como dieléctrico se introduce entre la masa y la placa activa, modificando así las características del condensador equivalente.

Aplicaciones

Estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de control de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos. También son utilizados para muchos dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos móviles o computadoras ya que el sensor percibe la pequeña diferencia de potencial entre membranas de los dedos eléctricamente polarizados

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