Clasificación y principios de funcionamiento de transductores industriales

A continuación, se detallan los principios operativos de diversos tipos de transductores utilizados en el ámbito de la Tecnología Industrial, organizados por la magnitud física que miden.

Transductores de Carrera Mecánica y Proximidad

Interruptores de Final de Carrera Mecánicos

Son interruptores que detectan la posición de una determinada pieza. Cuando esta alcanza el final de su carrera, actúa sobre un émbolo, palanca o varilla, produciendo el cambio de pequeños contactos internos.

Sensores Sensibles a Materiales Ferromagnéticos

Estos sensores aprovechan el campo magnético estático, el cual es modificado por la presencia del material ferromagnético que se desea detectar.

Sensores de Proximidad Capacitivos

Utilizan el campo eléctrico como fenómeno físico aprovechable para reaccionar frente al objeto que se va a detectar.

Sensores Ópticos

Permiten detectar cualquier objeto. Es importante notar que los ambientes con polvo perturban su funcionamiento. La distancia de detección puede variar según el color y el brillo del objeto.

Se clasifican en las siguientes formas de detección:

• Barrera
• Reflexión
• Proximidad

Transductores de Temperatura

Resistencias Variables con la Temperatura

Se refiere a dispositivos cuya resistencia eléctrica varía significativamente con la temperatura:

• Termistores: Resistencias que varían con la temperatura basadas en semiconductores. Incluyen:
  • PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo): Sondas de resistencia con coeficiente térmico positivo.
  • NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo): Sondas de resistencia con coeficiente térmico negativo.
• Termorresistencia: Resistencias genéricas que varían con la temperatura.

Termopares

Consisten en la unión de dos materiales distintos por uno de sus extremos. Cuando esta unión se calienta, se desarrolla una diferencia de potencial en sus extremos libres, la cual es proporcional a la diferencia de temperatura entre dichos extremos.

Pirómetros de Radiación

Se basan en el principio de que la intensidad de la energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta ($T^4$).

• Pirómetro Óptico: Se basa en la desaparición visual del filamento de una lámpara al hacerla coincidir con la imagen del objeto caliente.
• Pirómetro de Radiación (Termopila): Una lente convierte la radiación del objeto caliente en una termopila de pequeñas dimensiones para su medición.

Transductores de Luz

Hacen uso de radiaciones luminosas para generar una señal:

• Resistencias LDR (Light Dependent Resistor): Su valor resistivo varía dependiendo de la cantidad de luz que incide sobre ellas.
• Fotodiodo: Cuando incide luz, permite el paso de corriente; cuando no hay luz, se comporta como un diodo normal.
• Fototransistor: Activa la corriente cuando incide luz, ofreciendo una mayor sensibilidad que el fotodiodo.

Transductores de Desplazamiento

Medición a Larga Distancia

Para medir grandes distancias, se emplean sistemas que utilizan ondas electromagnéticas o acústicas:

• Radar/Láser: Formado por un transmisor de radiaciones electromagnéticas (emitidas por una antena) y un receptor que amplifica los ecos recibidos del objeto cuya distancia se desea medir. También se utiliza el rayo láser.
• Ultrasonido: Utilizado también para la medición de distancias.

Medición a Cortas Distancias

Para mediciones de desplazamiento o deformación en rangos cortos, se utilizan los siguientes principios:

• Resistivo: Utiliza un hilo metálico construido de tal manera que su resistencia varía cuando se somete a deformación.
• Inductivo: Sistema formado por dos devanados planos: uno fijo y otro móvil que se desplaza sobre el fijo, modificando la inductancia mutua.
• Capacitivo: Varía la capacidad del condensador modificando la distancia entre sus placas conductoras.