El documento describe diferentes tipos de transductores, incluyendo transductores electroacústicos, electromagnéticos, electromecánicos, electroquímicos, electrostáticos, fotoeléctricos, magnetoestrictivos, piezoeléctricos y de desplazamiento. Los transductores transforman una magnitud física como temperatura, presión o luz en una señal eléctrica para su medición. Cada tipo se basa en un efecto físico diferente como la piezoelectricidad, magnetoestricción o variaciones
2. 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,
3. Tipos de transductores
O Transductor electroacústico
O Transductor electromagnético
O Transductor electromecánico
O Transductor electroquímico
O Transductor electrostático
O Transductor fotoeléctrico
O Transductor magnetoestrictivo
O Transductor piezoeléctrico
O Transductor radioacústico
O Transductor termoeléctrico
4. Transductor electroacústico
O Un transductor electroacústico es aquel dispositivo
que transforma la electricidad en sonido, o
viceversa.
O La transducción o transformación de energía, se
hace en dos fases. El modelo teórico de un
transductor electroacústico, se basa en un
transductor electromecánico y un transductor
mecánico-acústico. Esto significa, que se estudia
por un lado la transformación de la energía eléctrica
en mecánica, ya que se genera un movimiento, y
por otro lado se estudia la transformación de la
energía mecánica en acústica, ya que el
movimiento genera energía acústica.
O Tipos:
O Electrodinámico, dinámico o
bobina móvil.
O Electrostáticos.
O Piezoeléctricos.
O De radiación directa.
O De radiación indirecta.
O Banda ancha.
O Bajas frecuencias: woofers y
sub-woofers.
O Frecuencias medias: mid-range.
O Altas frecuencias: tweeters y
ultra-high-tweeters
5. Transductor electromagnético
O Un transductor electromagnético es un transductor que transforma
electricidad en energía magnética o viceversa. Por ejemplo, un
electroimán es un dispositivo que convierte la electricidad en
magnetismo o viceversa (flujo magnético en electricidad).
6. Transductor electromecánico
O El transductor electromecánico es un tipo de transductor que
transforma electricidad en energía mecánica, o viceversa.
O Un ejemplo puede ser cuando una bocina captora recoge las
ondas sonoras y las convierte en energía, o cuando la cápsula
fonocaptora de un tocadiscos produce corrientes oscilantes
producto de las vibraciones recogidas por la púa, también cuando
un generador de energía es movido por una fuerza motriz
(generalmente natural como las corrientes de agua o vientos),
este entonces transforma esa energía mecánica en energía
eléctrica.
O Estas variaciones resultantes (ya sean eléctricas o magnéticas,
dependiendo de la naturaleza del transductor), proporcionan
(mediante un nuevo proceso de transducción) energía mecánica
necesaria como para hacer girar un motor eléctrico o producir el
movimiento de la aguja encargada de trazar el surco sobre el
disco o cilindro durante el proceso de grabación mecánica
analógica.
7. Transductor electroquímico
O Acidez y alcalinidad se miden utilizando un pH-metro y un
electrodo de ión-sensibles. El electrodo es un complejo
dispositivo que consta de muchas partes, pero es
esencialmente una celda galvánica. La tensión producida por el
electrodo depende de la concentración de los iones de
hidrógeno en un líquido que lo rodea. El metro está a sólo un
voltímetro modificado que convierte la tensión producida por el
electrodo de pH en un número. El medidor debe tener una muy
alta impedancia porque el electrodo tiene una resistencia muy
alta.
8. Transductor electrostático
Un transductor electrostático consiste en
una membrana,
normalmente mylar metalizado, cargada
eléctricamente que hace la función
de diafragma y que se mueve por la fuerza
electrostática que se produce al variar la
carga de dos placas entre las que se
encuentra.
Transductor Fotoeléctrico
Transductor fotoeléctrico: Es un tipo
de transductor que transforma luz en
energía eléctrica o viceversa, por
ejemplo es una cámara fotográfica
digital. Estas vibraciones resultantes
(ya sean eléctricas o lumínicas,
dependiendo de la naturaleza del
transductor), son importantes en los
sistemas.
Transductor termoeléctrico
Convierten la diferencia de
temperaturas existentes entre las
uniones de dos materiales
distintos seleccionados, en un
cambio en la fuerza electromotriz
generada (efecto Seebek).
9. Transductor magnetoestrictivo
Son todos aquellos que basan su
funcionamiento en el fenómeno de la
magnetoestricción. Éste es un fenómeno
reversible que se basa en el acoplamiento
de fuerzas mecánicas y magnéticas, de
manera que un material de este tipo ante la
presencia de un campo magnético sufre
ciertas modificaciones en su estructura
interna, lo que produce pequeños cambios
en sus dimensiones físicas. También una
deformación de dicho material produce una
variación de la inducción magnética
Transductor piezoeléctrico
Aquellos que basan su
funcionamiento en el fenómeno de la
piezoelectricidad. Para su
fabricación se utilizan materiales
cerámicos como el Titano de Bario,
aunque en un principio se usaban el
Cuarzo o la Sal de Rochelle.
Mediante el efecto piezoeléctrico
directo a través de una fuerza
externa se logra un desplazamiento
de cargas lo que induce una
corriente de desplazamiento y ésta
un campo eléctrico.
10. Galgas extenso métricas
O Las galgas extensométricas se basan en la variación de las resistencia
de un conductor o un semiconductor cuando es sometido a un esfuerzo
mecánico. Este efecto fue descubierto por Lord Kelvin en 1856.
O Las galgas tienen ciertas características que las representan unas
físicas y otras en cuanto a su funcionamiento. Entre las físicas se
encuentra su tamaño, peso y materiales con los que fueron hecha, es
pequeña y dura lo que facilita la velocidad en que genera las respuestas;
estas son muy importantes puesto que el resultado correcto depende de
estos aspectos. Existen también características que dependen de la
fabricación de la galga, por ejemplo, la temperatura del funcionamiento y
el factor de la galga, este indica la sensibilidad que tiene el sensor.
También la resistencia de la galga, el coeficiente de temperatura, la
prueba de fatiga y el coeficiente de expansión lineal; son características
necesarias para conocer bajo que circunstancias la galga arroja los
resultados adecuados.
11. TRANSDUCTORES DE DESPLAZAMIENTO
El transductor de desplazamiento, conocido también como transductor "de corriente Eddy" o proxímetro, se
aplica normalmente para bajas frecuencias (por debajo de 1.000 Hz) en cojinetes de fricción de
turbomáquinas. Los proxímetros se emplean para medir el desplazamiento radial o axial de ejes. Se instalan
en las cubiertas de rodamientos o a su lado y detectan el desplazamiento del eje en relación a su posición de
anclaje. Un sistema de captación de proximidad de tipo Eddy se compone del propio sensor y un
acondicionador de señal. Su respuesta en frecuencia es excelente. No tienen un limite inferior de frecuencia
de trabajo y se emplean en la medición tanto de vibración como de la posición axial de ejes.c
Ventajas del transductor de desplazamiento:
• Mide el movimiento relativo entre su punta y el
eje de giro.
• Su empleo es de especial utilidad en maquinaria
rígida donde se transmite muy poca vibración a
la carcasa de la máquina. Esta situación se da si
la masa de la carcasa es del mismo orden de
magnitud que la del eje.
• Mide tanto la componente continua como alterna
de una señal vibratoria. La tensión continua
permite localizar físicamente el eje en el cojinete
objeto de estudio. La tensión alterna suministra
información de la forma de onda y del espectro
de vibración, lo que permite diagnosticar y
observar la evolución de defectos mecánicos.
Desventajas del transductor de desplazamiento:
• Estos transductores deben instalarse
permanentemente. Esto es siempre costoso, e
incluso imposible en algunos casos.
• El rango de frecuencias está limitado en cierto
modo respecto a otros modernos transductores
típicamente lineales entre 0-1.000 Hz.
• Se requiere un acondicionador de señal.
• Los transductores de desplazamiento se ven
afectados por errores de lectura eléctricos y
mecánicos. Incluso pequeñas grietas en el eje
pueden hacer que el transductor las interprete
como una gran actividad de vibración.
