Transductores

Transductores

Los transductores son aquellas partes de una cadena de medición que transforman una magnitud física en una señal eléctrica. Los transductores son especialmente importantes para que los medidores puedan detectar magnitudes físicas. Normalmente, estas magnitudes, como por ejemplo temperatura, presión, humedad del aire, presión sonora, caudal, o luz, se convierten en una señal normalizada (p.e. 4 ... 20 mA). Las ventajas de la transformación son por un lado la flexibilidad, ya que muchos medidores soportan la transformación de señales normalizadas. Por otro lado, las magnitudes medidas pueden ser leídas a grandes distancias sin prácticamente pérdida alguna. Cuando se usan transductores, la unidad de evaluación debe recibir sólo el rango de medición, pues a partir de ahí, se calculan desde la señales eléctricas las magnitudes eléctricas. Algunos transductores ofrecen adicionalmente una separación galvánica entre la señal de entrada y de salida.

Los transductores son hoy en día indispensables en los sistemas de automatización y control. En el momento que se registran o se usan magnitudes físicas para el control de un proceso, es necesario usar un transductor. La razón radica en que hoy en día es necesario registrar un número grande de magnitudes. Además de las famosas magnitudes como temperatura o presión, muchas veces es necesario registrar otros parámetros, como presión, concentración de gases, o caudal. Para que la electrónica pueda recibir una señal legible, es necesario que el transductor convierta la magnitud física en una señal eléctrica. Para tener flexibilidad, la industria ha determinado señales normalizadas que pueden ser leídas por muchos medidores.

El uso de una señal normalizada analógica permite, en la misma entrada analógica de un indicador digital, conectar transductores de cualquier magnitud. El indicador digital debe ser únicamente escalado. Esto quiere decir que se le debe indicar qué valor que saca el transductor como magnitud eléctrica corresponde al valor de la magnitud física. La siguiente imagen muestra la asignación de una señal de salida 4-20 mA a un rango de temperatura de 0 - 100 ºC:

Algunos transductores soportan una escala flexible. Esto permite al usuario ajustar el rango de medición deseado según sus necesidades. La señal normalizada 4-20 mA tiene otras ventajas, además del uso flexible. Por un lado, los cables que conectan un equipo con otro pueden ser muy largos. Además, es posible añadir diferentes unidades de análisis al mismo circuito, lo que permite usar la señal de corriente que procede del transductor en diferentes lugares. Como con el valor de medición más bajo aún fluye corriente, puede usar los restantes 4 mA para alimentar los sensores. Por otro lado, corrientes por debajo de 4 MA indican que algo pasa con las unidades de análisis. Para poder leer directamente el valor de medición in situ, algunos transductores están equipados con una pantalla. Otros modelos cuentan con relés, que efectúan un contacto al sobrepasar los valores límite.

Transductor de distancia

Los transductores de distancia se usan para obtener en la producción de por ejemplo piezas especiales, siempre el mismo espesor o longitud. En un taller de laminación se usan los transductores de distancia para laminar todas la piezas de forma idéntica. Los transductores de medición también encuentran aplicación en el control de nivel. Esto permite por ejemplo controlar el nivel de diferentes recipientes, y en combinación con un regulador, controlar una válvula de descarga, o de introducir más líquido en el recipiente. Los transductores de distancia pueden ser usados en lugares donde se necesita trabajar con una longitud determinada. Un transductor de distancia permite detectar la longitud de un material y transmitir a un controlador, por ejemplo una sierra, dónde debe efectuar el corte.

Los transductores se usan para convertir magnitudes físicas de instalaciones automatizadas. Los transductores de distancia detectan la distancia al objeto y permiten así comprobar un nivel o una posición. El principio de medición es la velocidad de la señal con relación al tiempo. Se envía un rayo de luz que se refleja en el objeto y que es captada nuevamente por el transductor de distancia. El transductor calcula el tiempo transcurrido entre el envío y la recepción y determina así la distancia. Un aspecto importante a la hora de determinar la distancia máxima es la propiedad de la superficie del objeto. Superficies de mala reflexión permiten trabajar a distancias cortas, pues la cantidad de luz reflejada es demasiado escasa para ser detectada por el transductor de distancia. En tales casos los blancos de comprobación son una valiosa ayuda. Este se posiciona en el objeto para garantizar una mejor reflexión. Esto contribuye a que se efectúen mediciones más precisas y a mayor distancia. La distancia medida se puede leer a través de interfaces digitales o analógicos.

Transductor de caudal

Los transductores de caudal recogen las velocidades de flujo de aire o líquidos. Los sensores de caudal usan diferentes principios de medición. Mediante la velocidad del flujo las unidades de análisis calculan el caudal o determinar mediante un contador la cantidad corrida. Nuestros transductores de caudal funcionan sobre la base de ultrasonido. Esta medición sin contacto tiene la ventaja que los sensores no están expuestos a golpes de ariete y medios sólidos. Los transductores de caudal para aire se usan en el sector de calefacción, ventilación y climatización. Mediciones que usan el principio manométrico de una película térmica permiten trabajar en un amplio rango de temperatura y caudal. Estos transductores se pueden montar de forma sencilla en conductos de ventilación.

Transductores de PH

Los transductores de pH están disponibles en diferentes modelos que transforman el valor pH en una señal 4-20 mA. La ventaja de la conversión del valor de medición directamente en el lugar de medición mediante un transductor de pH, es que puede transferir el valor de medición sin ningún tipo de pérdida en una distancia grande. El cable de conexión de un electrodo de pH tiene una longitud máxima de 10 m. En caso que la señal de salida de un electrodo de pH se haya convertido en una señal 4-20 mA, usando para ello un transductor de pH, podrá llevar una señal a alo largo de vario cientos de metros. Los transductores de pH tipo HI 8614N están preparados para trabajar en un rango de medición de -2 hasta +16 pH. La señal medida se convierte proporcionalmente en una señal 4-20 mA, pues se trata de un tipo de señal común que puede ser leída por muchos reguladores e indicadores digitales. La compensación de temperatura se realiza con una temperatura fija, o se acopla un sensor de temperatura opcional al transductor de pH. El tipo de protección IP 65 permite un uso en ambientes húmedos o polvorientos.

En diferentes sectores de la industria es necesario controlar y regular de forma continua el valor pH. La cadena de medición se compone, en el caso más sencillo, de un electrodo de pH y una unidad de regulación. Sin embargo, la distancia entre el electrodo de pH y el regulador está limitada. En caso que necesita abarcar una gran distancia es necesario usar los transductores de pH. Los transductores de pH miden la salida de tensión del electrodo de pH directamente en el lugar de medición. A continuación ese valor se convierte en una señal de corriente. Esto tiene la ventaja que puede realizar mediciones a varios cientos de metros de distancia. La señal normalizada puede ser leída y procesada por muchas unidades como reguladores, indicadores digitales o registradores de datos. Esta señal se envía independientemente de la longitud del cable. Para poder leer el valor pH en el lugar de medición, algunos transductores integran una pantalla que indican el valor de medición actual.

Transductores de presión

Los transductores de presión se utilizan para el control de sistemas de presión, como por ejemplo, una instalación de presión de aire. Por otro lado, los transductores de presion también se pueden usar para controlar presiones en calderas y dirigirlas mediante un sistema de regulación y control. La posibilidad de dar como salida una señal normalizada permite conectar los transductores de presión a cualquier sistema de regulación, lo que ofrece al usuario un sin fin de posibilidades de uso. Los transductores

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