Este documento trata sobre los transductores como elementos de entrada. Explica que los transductores están constituidos por un sensor y circuitos electrónicos que permiten convertir magnitudes físicas no eléctricas como temperatura, fuerza o presión en magnitudes eléctricas como tensiones o corrientes. También describe los diferentes tipos de transductores según su principio de funcionamiento, tipo de salida o forma de generar la señal de salida.

1. CAMPUS ERMITA
LICENCIATURA: INGENIERIA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
ASIGNATURA: ELECTRÓNICA
NOMBRE DEL PROFESOR: ING. ROBERTO BADILLO TRISTÁN
TEMA DE LA MATERIA:
TRANSDUCTORES COMO ELEMENTOS DE ENTRADA
NOMBRE DEL ALUMNO:
MÉNDEZ MANCILLA BERENICE
FECHA DE ENTREGA:22/06/2013

2. Los transductores, están constituidos por un sensor y circuitos electrónicos,
posibilitan la conversión de magnitudes físicas no eléctricas como temperatura,
fuerza, presión, distancia, movimiento, etc., en magnitudes eléctricas ya sean
tensiones o corrientes .
En particular, si la señal a medir es una magnitud eléctrica, el transductor es
denominado convertidor de medida (CM). Éstos toman como fuente una señal
eléctrica (tensión, corriente, potencia, frecuencia, etc.) y la transforman a otra
señal eléctrica proporcional a lo que se quiere medir.
El término transductor ha sido aplicado a dispositivos, o combinaciones de
dispositivos, que convierten señales, o energía, de una forma física a otra
forma. Es un sistemas de medición, como un dispositivo que provee una salida
usable, en respuesta a una medida (una cantidad física, propiedad o
condición, la cual es medida" y la salida es una cantidad eléctrica, producida
por un transductor, que es función de la medida) especificada.

3. (pasivos o activos)(pasivos o activos) :Se Llaman transductores pasivos a aquellos que requieren
una fuente eléctrica externa como excitación.
En ellos, la magnitud medida produce un cambio en un elemento eléctrico
pasivo del circuito (resistencia,
capacitor, o inductancia).
Los transductores activos son aquellos que generan un voltaje de salida por si
mismos. Las salidas autogeneradas
son usualmente de bajo nivel y requieren una etapa posterior de amplificación.

4. Por el tipo de salida (analógica o digital)Por el tipo de salida (analógica o digital) : La mayoría de los transductores tienen
una salida analógica. Se llama analógica a una señal de salida que es una
función continua de la medida, excepto por la modificación debida a la
resolución del transductor, por ejemplo voltaje o corriente eléctrica. Esta señal
puede ser tomada como el valor de la variable física que se mide. En los
transductores pasivos, la salida analógica es a menudo proporcional, en la
proporción de la salida de voltaje del transductor con respecto a algún voltaje de
referencia.
Dentro de las salidas analógicas, podemos distinguir:
 Salidas analógicas de voltajes: pueden ser DC o AC.
 Salidas analógicas de corrientes: encuentran aplicación en procesos de
control.
 Salidas analógicas de pulso: esto es una serie de pulsos de frecuencia
proporcional a la magnitud medida.
Los transductores digitalestransductores digitales producen una señal de salida digital, en la forma de un
conjunto de bits de estado en paralelo o formando una serie de pulsaciones que
pueden ser contadas. En una u otra forma, las señales digitales representan el
valor de la variable medida. Los transductores digitales suelen ofrecer la ventaja
de ser más compatibles con las computadoras digitales que los sensores
analógicos en la automatización y en el control de procesos.

5. Por el principio de funcionamiento:Por el principio de funcionamiento: Se utilizan para convertir la cantidad variable, se
puede medir diversas magnitudes..
1. Transductores Resistivos.
1.1. Ex tensiómetros (metálicos y con semiconductores).
1.2. Termómetros termo conductores (bulbos resistivos y termistores).
1.3. Sensores fotocondutores (fotocélulas de sulfuro de cádmio).
1.4. Medidores de conductividad química.
2. Transductores Inductivos.
2.1. Transformador Lineal diferencial variable (LVDT).
2.2. Pick ups de reluctancia variable (como en las cápsulas reproductoras).
2.3. Generadores y receptores Selsyn.
3. Transductores Capacitivos.
3.1. Sensores LC y RC de alta frecuencia (como en los pick ups de vibración).
3.2. Válvula reactancia para producir modulación de frecuencia (como en
telemetría).
4. Transductores divisores de voltaje.
4.1. Sensor por posición de potenciómetro.
4.2. Divisor de voltaje accionado por presión.
5. Transductores generadores de voltaje.
5.1. Piezoeléctrico (micrófono y acelerómetro de cristal).
5.2. Tacómetro.
5.3. Sensor de termo cupla.
5.4. Celda fotovoltaica.

6. 1. Mecánicos: ex tensiómetros (de movimiento) para fuerza, peso o torque;
medidores de presión y flujo;
acelerómetros; higrómetros.
2. Térmicos: termómetro de resistencia; termocupla; termistor.
3. Ópticos: fotovoltaicos (celdas o baterías solares); celdas fotoconductoras.
4. Acústicos: micrófonos.
5. Magnéticos: permeámetros; magnetómetros; semiconductores de Efecto Hall.
6. Químicos: pH y celdas de conductividad.
7. Biológicos: electroencefalógrafo.
8. Nucleares: tubo de Geiger, cámara de ionización; detectores de radiación por
centelleo y por
semiconductores.

7. La selección se basa en la decisión sobre cual es el sensor más adecuado.
Esto depende del material del objeto el cual debe detectarse. Si el objeto es
metálico, se requiere un sensor inductivo. Si el objeto es de plástico, papel, o
si es líquido (basado en aceite o agua), granu1ado o en polvo, se requiere
un sensor capacitivo. Si el objeto puede llevar un imán, es apropiado un
sensor magnético.
Para elegir un sensor adecuado se deben seguir estos cuatro pasos:
* FORMA DE LA CARCASA
* DISTANCIA OPERATIVA.
* DATOS ELECTRÓNICOS Y CONEXIONES
* GENERALIDADES
Selección de loS SenSoreS en la
automatización

8. Transductores de desplazamiento para medidas de grandes distancias. Utilizan
principalmente el radar. El radar es un sistema para detectar, mediante el empleo
de ondas electromagnéticas la presencia y la distancia a la que se encuentran
objetos que interceptan en su propagación. Por medio de una antena emiten
radiaciones electromagnéticas en una determinada dirección. Un receptor
amplifica los ecos que recibe del objeto cuya distancia D se desea medir.
2D C t Δ= donde c es la velocidad de propagación de las ondas y Δt es el tiempo
transcurrido desde que la onda es emitida hasta que se recibe.
Se utilizan en control de nivel de llenado de tolvas, indicación de alturas, etc.
Un sistema basado en ultrasonidos utilizado en exploración náutica es el sonar que
utiliza la misma fórmula anterior. Para topografía, se emplea el rayo láser. Semejante
al de los captadores ópticos y se aplican las ecuaciones de las ondas
electromagnéticas.

9. Transductores de desplazamiento para medidas de distancias
cortas
Cuando la distancia que se va a medir no supera algunos
metros, se utiliza un potenciómetro acoplado
sobre un eje roscado, cuyo movimiento determina la posición
del elemento
móvil cuya posición se quiere medir. El principal
inconveniente en el empleo
de potenciómetros es el desgaste que se produce en el
elemento móvil.
Según sea el tipo de transductor pueden ser:
Resistivos: Existen resistencias de hilo metálico o material
semiconductor construidas para variar la resistencia al ser
deformadas. Estas resistencias se llaman bandas
extensiométricas, y se adhieren sobre el soporte
adecuado para medir su deformación. También se
emplean potenciómetros (resistores sobre los que se
desliza un contacto eléctrico llamado
cursor.
Los modelos de potenciómetros disponibles
comercialmente admiten movimientos
lineales y circulares.

10. Galgas extensiométricas:Galgas extensiométricas: Las galgas extensiométricas
se basan en la variación de longitud y diámetro (y, por
lo tanto, de resistencia) que tiene lugar en un hilo de
conductor o semiconductor al ser sometido a un
esfuerzo mecánico como consecuencia de una
presión (efecto piezoresistivo). En general el valor de la
resistencia cumple la expresión:
R=Ro(1+x) X=Kε ε= σ/E E=módulo de Young
Ro: Resistencia sin ningún esfuerzo aplicado.
K: Factor de sensibilidad de la galga
(aproximadamente 2)
ε: deformación unitaria longitudinal (medida a
dimensional de la deformación)
Para medir la variación de la resistencia eléctrica de
las galgas se utiliza el puente de Wheatstone. Las
galgas pueden ser una, dos o todas las resistencias del
puente.
Cuando es cero el puente está en equilibrio. La
variación de una de las resistencias produce un
desequilibrio. Cuando el puente está en equilibrio, se
cumple que R1.R3=R2.R4

11. Los transductores de temperatura más importantes
son.
Termoresistencias:Termoresistencias: se basan en la variación de la
resistencia de un conductor con la temperatura. Se
denominan también sondas de resistencia, sondas
termométricas o simplemente resistencias RTD.
Sabemos que existe una relación entre la resistencia y
la temperatura de un cuerpo
RT=Ro (1+α Δ T) T=T-To
Donde Ro es la resistencia a To ºC, RT la resistencia a T
ºC y α el coeficiente de temperatura.
Es semejante a la de las galgas extensiométricas.
Las termoresistencias están constituidas por un hilo muy
fino de un conductor metálico, bobinado entre capas
de material aislante y protegido con un revestimiento
de vidrio o de cerámica. Para el hilo se emplea
platino, níquel.

12. Termistores:Termistores: se basan en la variación de la resistencia de un semiconductor con
la temperatura. clasifican en:
- Termistores o resistencias NTC:- Termistores o resistencias NTC: son de coeficiente de temperatura negativo, es
decir la resistencia disminuye al aumentar la temperatura y viceversa.
- Termistores o resistencia PTC:- Termistores o resistencia PTC: son de coeficiente de temperatura positivo, es
decir la resistencia aumenta o disminuye al aumentar o disminuir
respectivamente la temperatura.
Se utilizan como medida de temperatura en motores eléctricos, hornos,
protección de sobrecargas, etc.
Termopares:Termopares: se basan en la fuerza electromotriz creada en la unión de dos
metales distintos por uno de sus extremos (efecto Seebeck). Cuando la
unión se calienta aparece una diferencia de potencial entre los extremos
libres.
El efecto PeltierEl efecto Peltier provoca la liberación o absorción de calor en la unión de dos
metales distintos cuando circula una corriente a través de la unión.
El efecto ThomsonEl efecto Thomson consiste en la liberación o absorción de calor cuando una
corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente
de temperatura.

13. LDR:LDR: varían su resistencia dependiendo de la luz que inciden sobre ellas. Son de
coeficiente de luz negativo, es decir la resistencia disminuye al aumentar la luz o
viceversa.
La ley de variación de la resistencia en función de la energía luminosa recibida es:
R=Ke-α donde k y α dependen del material que constituye la resistencia.
La rapidez de respuesta de las LDR es escasa.
Fotodiodos:Fotodiodos: Es la conducción inversa de un diodo cuando éste se somete a la
acción de la luz. Al aumentar la cantidad de luz se incrementa la circulación de
corriente inversa.
Fototransistores:Fototransistores: funcionan de manera similar a la de un transistor normal en el que
la corriente que se inyecta por la base del transistor ha sido suministrada por la luz.