INTRODUCCIÓN Para el control de las diferentes variables físicas mediante la realimentación, los sensores serán los encargados de que el sistema disponga de la información necesaria. Los términos “Sensor” y “Transductor” se suelen aceptar como sinónimos, aunque, si hubiera que hacer alguna distinción, el termino transductor es más amplio, incluyendo una parte sensible o “captador” y algún tipo de circuito de acondicionamiento de la señal detectada.
INTRODUCCIÓN Centrándonos en el estudio de los transductores cuya salida es una señal eléctrica, podemos dar la siguiente definición: “Es un dispositivo capaz de convertir el valor de una magnitud física (por ejemplo, fuerza, presión, temperatura, velocidad, etc.) en señal eléctrica codificada en forma analógica o digital”
INTRODUCCIÓN Con frecuencia, la señal procedente del sensor tiene unas características que la hacen poco adecuada para ser procesada: señal de pequeño nivel. espectro grande. falta de linealidad. etc. Los sensores requieren, de forma habitual, una adaptación de la señal para que sean conectables a un determinado sistema de control. Esta función la realizan los acondicionadores de señal que pueden ser totalmente independientes del sensor o estar total o parcialmente incluidos.
INTRODUCCIÓN En la numerosa bibliografía referente a sensores, transductores y detectores es frecuente encontrar ambigüedades y diferentes formas de referirse a estos elementos por lo que, en principio, lo fundamental es tener las ideas claras de las distintas etapas por las que se pasa para convertir una variable física en una variable eléctrica normalizada y lista para ser utilizada por el instrumental de control. acondicionador transductor captador o sensor 0-5V 0-10V 0-20mA 4-20mA … temperatura presión luz PH presencia distancia … SENSOR
CLASIFICACIÓN Se pueden dar varias clasificaciones de los transductores de tipo eléctrico o magnético, atendiendo a diversos puntos de vista: Según el tipo de señal de salida, atendiendo a la forma de codificar la magnitud medida: Analógicos: Devuelven una señal analógica en tensión (0-10 v) o en corriente (4-20 mA). Digitales: Devuelven una señal codificada en forma de pulsos. Todo-Nada: Devuelven una señal binaria (0-1). Tienen dos estados. (Se consideran dentro de los digitales)
CLASIFICACIÓN Según si el captador requiere o no alimentación externa: Pasivos: Estos se basan en la modificación de la impedancia eléctrica o magnética de un material bajo determinadas condiciones físicas o químicas. Cuando a estos sensores se les alimenta adecuadamente provocan cambios de tensión o corriente en un circuito, los cuales son recogidos por el circuito de salida. Activos: Son en realidad generadores eléctricos de pequeña señal. No necesitan alimentación para funcionar, aunque sí para amplificar la débil señal.
CLASIFICACIÓN Según el parámetro variable: Resistivos. Inductivos. Capacitivos. Magnéticos. Ópticos. Según la magnitud física a detectar: Temperatura. Presión. Flujo. Presencia o proximidad. Desplazamiento. Velocidad. Aceleración. Nivel. Humedad. Fuerza.
CARACTERÍSTICAS GENERALES Un transductor ideal sería aquel en que la relación entre la señal de salida y la magnitud física de entrada fuese puramente proporcional y de respuesta instantánea e idéntica para todos los elementos de un mismo tipo. Sin embargo, la respuesta real de los transductores: nunca es del todo lineal. tiene un campo limitado de validez. suele estar afectada por perturbaciones del entorno exterior. tiene un cierto retardo a la respuesta.
CARACTERÍSTICAS GENERALES Las características generales de los transductores pueden agruparse en dos bloques: Características estáticas: describen la actuación del sensor en régimen permanente o con cambios muy lentos de la variable a medir. Características dinámicas: describen la actuación del sensor en régimen transitorio.
A continuación se dan las características estáticas y dinámicas más relevantes que suele aparecer en la mayoría de las especificaciones técnicas de los transductores. Hay que tener en cuenta que estas características se ven influidas por las condiciones ambientales.
CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS Campo de medida: es el rango de valores de la magnitud de entrada detectable por un sensor con una tolerancia de error aceptable.
Resolución: mínima diferencia entre dos valores próximos que el sensor es capaz de distinguir. Repetibilidad: es la máxima desviación entre valores de salida obtenidos al medir varias veces un mismo valor de entrada. Se suele expresar en porcentaje referido al fondo de escala y da una indicación del error aleatorio del sensor.
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