Fundamentos y Clasificación de Sensores y Transductores Industriales
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Conceptos Fundamentales en Instrumentación
Definiciones Clave
Sensor
Un sensor es un elemento que transforma la magnitud física que queremos medir en otra magnitud física medible.
Transductor
Un transductor es un elemento que convierte una magnitud física en una magnitud eléctrica.
Ejemplo Sensor-Transductor
Si queremos medir el nivel de agua de un depósito, utilizaríamos un flotador como sensor para convertir el nivel de agua en un desplazamiento. Posteriormente, un potenciómetro actuaría como transductor, convirtiendo el desplazamiento en una variación de su resistencia.
Clasificación de Sensores y Transductores
La clasificación de estos dispositivos se realiza atendiendo a diversos criterios:
- Según su principio de funcionamiento.
- Según requieran alimentación externa.
- Según la señal de salida.
- Según la magnitud física a medir.
Clasificación según su Principio de Funcionamiento
Efecto Resistivo
Si provocamos un cambio de longitud, sección o resistividad en función de la variación de la magnitud a medir, conseguiremos una variación de la resistencia.
Efecto Termoeléctrico
Si la unión de dos metales distintos se calienta, se genera en los extremos del mismo una tensión proporcional a la temperatura.
Efecto Capacitivo
La capacidad de un condensador depende de la superficie de las placas conductoras, de su separación y del tipo de material dieléctrico. Al variar algunas de estas características en función de la medida, se obtiene el efecto capacitivo.
Efecto Inductivo
El coeficiente de una bobina (L) depende de su forma constructiva y de la naturaleza del núcleo. Si hacemos que este cambie de posición en función de la medida tomada, cambiará el valor de L (inductancia).
Efecto Reluctivo
La reluctancia es la oposición que presenta un circuito magnético a la circulación del flujo magnético.
Efecto Piezoeléctrico
Ciertos cristales de cuarzo sometidos a una presión experimentan un cambio en su estructura cristalina que modifica su distribución de carga, manifestándose como una tensión eléctrica.
Efecto Electromagnético
Convierten la magnitud que se desea medir en una tensión inducida en la salida.
Efecto Fotovoltaico
Ciertos materiales semiconductores sensibles a la luz son capaces de cambiar sus condiciones eléctricas en función de la radiación incidente.
Clasificación según Requerimiento de Alimentación Externa
Sensores Activos
Son aquellos que actúan como generadores de señal; no necesitan alimentación para proporcionar una señal de salida.
Sensores Pasivos
Necesitan ser alimentados por una fuente externa, ya que son incapaces de generar una señal eléctrica de forma autónoma.
Clasificación según Señal de Salida
Señal Analógica
La salida es un nivel de tensión que varía de forma continua con la variable a medir.
Señal Digital
La señal de salida es una codificación del valor medido, bien sea en forma de pulsos o según código binario.
Señal Todo-Nada (On/Off)
La salida solo puede representar dos valores: activa o inactiva.