Los transductores se definen como el elemento que al someterlo a un cambio físico experimenta un cambio relacionado.Es decir, los sensores son transductores.Sin embargo, en un sistema de medición pueden utilizarse transductores además de SENSORES, en otras partes del sistema para convertir las señales de una forma dada en otra distinta.
Terminología del funcionamiento
Los siguientes términos se emplean para definir el funcionamiento de los transductores, y con frecuencia,el de los sistemas de medición como un todo.
1. Rango y margen. El rango de un transductor define los límites entre los cuales pueden variar la entrada. El margen es el valor máximo de la entrada menos el valor mínimo.
2. Error. El error es la diferencia entre el resultado de una medición y el valor verdadero de la cantidad que se mide.
ERROR= Valor medido - Valor real
3. Exactitud. La exactitud es el grado hasta el cual el valor producido por un sistema de medición podría estar equivocado. Es por lo tanto. igual a la suma de todos los errores posibles más el error en la exactitud de la calibración del transductor.
4. Sensibilidad. La sensibilidad es la relación que indica qué tanta salida se obtiene por unidad de entrada, es decir, salida/entrada.
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| Histéresis |
5. Error por histéresis. Los transductores pueden producir distintas salidas de la misma magnitud que se mide, si dicha magnitud se obtuvo mediante un incremento o una reducción continuos. A este efecto se le conoce como histéresis.
6. Error por no linealidad. Para muchos transductores se supone que en su rango de funcionamiento la relación entre la entrada y la salida es lineal, es decir, la gráfica de la salida respecto a la entrada produce una linea recta. Sin embargo, son pocos los transductores en los que la relación anterior es realmente una línea recta; por ello, al suponer la existencia de esta linealidad se producen errores.
7. Repetibilidad/Reproducibilidad. Los términos repetibilidad y repoducibilidad se utilizan para describir la capacidad del transductor para producir la misma salida después de aplicar varias veces el mismo valor de entrada.
8. Estabilidad. La estabilidad de un transductor es su capacidad para producir la misma salida cuando se emplea para medir una entrada constante en un período. Para describir el cambio en la salida que ocurre en ese tiempo, se utiliza el término deriva. Ésta se puede representar como un porcentaje del rango de salida total. El término deriva del cero se refiere a los cambios que se producen en la salida cuando la entrada es cero.
9. Banda/Tiempo muerto. La banda muerta o espacio muerto de un transductor es el rango de valores de entrada durante los cuales no hay salida.
10. Resolución. Cuando la entrada varía continuamente en todo el el rango, las señales de salida de algunos sensores pueden cambiar a pequeños intervalos. La resolución es el cambio mínimo del valor de la entrada capaz de producir un cambio observable en la salida.
11. Impedancia de salida. Cuando un sensor que produce una salida eléctrica se vincula con circuito electrónico, es necesario conocer la impedancia de salida dado que ésta se va a conectar en serie o en paralelo con dicho circuito. Al incluir el sensor, el sistema con el que se conecta podría modificarse de manera considerable.
Características estáticas y dinámicas.
Las características estáticas son los valores obtenidos cuando se presentan condiciones de estado estable. es decir, valores obtenidos una vez que el transductor se estabiliza después de recibir cierta entrada, Las características dinámicas se refieren al comportamiento entre el momento en que cambia el valor de la entrada y cuando el valor que produce el transductor logra su valor de estado estable.
1. Tiempo de respuesta. Es el tiempo que transcurre después de aplicar una entrada constante, una entrada escalón, hasta que el transductor produce una salida correspondiente a determinado porcentaje, como 95% el valor de entrada.
2. Constante de tiempo. Es el 63.2% del tiempo de respuesta. La constante de tiempo es una medida de la inercia del sensor y de qué tan pronto reaccionará a los cambios en su entrada; cuanto mayor sea la constante de tiempo más lenta será su reacción ante una señal de entrada variable.
3.Tiempo de subida. Es el tiempo que requiere la salida para llegar a un porcentaje especificado de la salida en estado estable. Es común que el tiempo de subida se refiera al tiempo que tarda la salida en subir de 10% a 90% o 95% del valor en estado estable.
4. Tiempo de estabilización. Es el tiempo que tarda la salida en estabilizarse a un porcentaje de un valor determinado.
Desplazamiento, posición y proximidad.
Los sensores de desplazamiento miden la magnitud que se desplaza un objeto; los sensores de posición determinan la posición de un objeto en relación con un punto de referencia.Los sensores de proximidad son una modalidad de sensor de posición y determinan en que momento un objeto se mueve dentro de una distancia crítica del sensor.Los anteriores son dispositivos cuyas salidas son, en esencia,del tipo todo o nada (encendido o apagado).
Al elegir un sensor de desplazamiento, posición o proximidad, deberá tenerse en cuenta lo siguiente:
1. La magnitud del desplazamiento.
2. Si el desplazamiento es lineal o angular .
3. la resolución que necesita.
4. La exactitud que se necesita.
5. El material del que está hecho el objeto que se mide.
6. El costo.
Sensor potenciométrico
Un potenciómetro es un elemento resistivo que tiene un contacto deslizante que puede desplazar a lo largo de dicho elemento. Éste se puede utilizar tanto en desplazamientos lineales como rotacionales; dicho desplazamiento se convierte en una diferencia de potencial.
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Elemento con deformímetro.
El deformímetro de resistencia eléctrica es un alambre metálico, una cinta de papel metálico o una tira de material semiconductor en forma de oblea que se adhiere a la superficie como si fuese una estampilla postal. Cuando se somete a un esfuerzo, la resistencia cambia, y el cambio de resistencia ΔR/R es proporcional al esfuerzo ε, es decir:
ΔR/R= G ε
G → es una constante de proporcionalidad, factor de calibración.
Sensores de neumáticos
Los sensores neumáticos utilizan aire comprimido, y el desplazamiento o la proximidad de un objeto se transforma es un cambio en la presión del aire.
Interruptores de proximidad.
Existen diversidades de interruptores que se activan por la presencia de un objeto, y sirven como sensor de proximidad, cuya salida corresponde al estado de encendido o apagado.
Un microinterruptor es un pequeño interruptor eléctrico que requiere un contacto físico y una pequeña fuerza de acción para cerrar los contactos.
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