Principios de Transductores y Dispositivos de Potencia: DIAC, TRIAC y Sensores de Resistencia

Clasificación y Funcionamiento de Transductores

Transductores Resistivos

Dentro de los transductores que modifican el valor de su resistencia eléctrica, los más importantes son:

• Transductores de Temperatura Metálicos

  Se fundamentan en la influencia que tiene la temperatura sobre el valor de la resistencia eléctrica de un metal. Los tres tipos de metal más utilizados en estos transductores son: platino, cobre y níquel.

• Termistores

  Son pequeñas piezas fabricadas con óxidos de diferentes materiales, tales como cromo, cobalto, hierro, etc. Normalmente, son elementos en los que la resistencia disminuye cuando aumenta la temperatura.

• Galgas Extensiométricas

  Se denominan así a hilos metálicos, láminas metálicas y/o tiras semiconductoras en forma de disco que se adhieren (como si fueran un sello) y cuya resistencia es función de la tensión mecánica que soportan.

• Potenciómetros

  Transforman un desplazamiento angular en un valor resistivo proporcional. Constan de una pista circular de hilo bobinado o película de grafito sobre la cual se desplaza un contacto eléctrico giratorio llamado cursor.

• Células Fotoconductoras

  Son elementos cuyo valor de resistencia varía con la luz que incide en ellos. Un elemento muy utilizado es el sulfuro de cadmio, ya que tiene una respuesta a los colores muy parecida al ojo humano.

Transductores Capacitivos

En general, para este tipo de transductores se tendrá en cuenta la fórmula del condensador. Hay tres tipos principales:

• Transductores de Separación de Placas

  Consiste en variar la distancia entre las dos placas del condensador; con ello se pueden medir, por ejemplo, presiones, ya que al aumentar la presión se produce un pequeño desplazamiento.

• Transductores de Área de Placa Variable

  Consiste en variar la superficie de las placas enfrentadas.

• Transductores de Dieléctrico Variable

  Consiste en variar la posición de un dieléctrico dentro del condensador. Con ello se consigue tener dos condensadores acoplados en paralelo, uno con un dieléctrico y el otro con el restante.

Transductores de Reluctancia Variable

La reluctancia es la dificultad que tiene el flujo magnético para circular por un medio. Se utilizan para medir fuerzas y desplazamientos.

• Inductor Diferencial Variable

  Consiste en dos bobinas entre las cuales se puede mover una varilla con un núcleo de material de alta permeabilidad magnética.

• Transformador Diferencial Variable (LVDT)

  Consiste en un transformador con un primario (P) y dos bobinas idénticas en el secundario (A y B). Las bobinas del secundario se conectan de forma que sus tensiones son opuestas y, por tanto, en equilibrio, la tensión de salida es cero.

Dispositivos Semiconductores de Potencia

El DIAC

Es un tipo de tiristor que puede conducir en los dos sentidos. Es un dispositivo de dos terminales que funciona básicamente como dos diodos Shockley que conducen en sentidos opuestos.

La curva de funcionamiento refleja claramente el comportamiento del DIAC, que funciona como un diodo Shockley tanto en polarización directa como en inversa. Cualquiera que sea la polarización del dispositivo, para que cese la conducción hay que hacer disminuir la corriente por debajo de la corriente de mantenimiento (I_H). Las partes izquierda y derecha de la curva, a pesar de tener una forma análoga, no tienen por qué ser simétricas.

El TRIAC

Este dispositivo es similar al DIAC, pero con un único terminal de puerta (gate). Se puede disparar mediante un pulso de corriente de gate y no requiere alcanzar el voltaje V_BO como el DIAC.

En la curva característica se indica que para diferentes disparos, es decir, para distintas corrientes aplicadas en gate, el valor de V_BO es distinto. En la parte de polarización positiva, la curva de más a la izquierda es la que presenta un valor de V_BO más bajo, y es la que mayor corriente de gate precisa en el disparo. Para que este dispositivo deje de conducir, como en el resto de los casos, hay que hacer bajar la corriente por debajo del valor I_H.

Al igual que el SCR, se emplean para controlar la potencia suministrada a una carga. El TRIAC puede dispararse de tal modo que la potencia en alterna sea suministrada a la carga durante un tiempo determinado de cada ciclo. La diferencia con el SCR es que se puede disparar tanto en la parte positiva como en la negativa del ciclo, de tal manera que la corriente en la carga puede circular en los dos sentidos.