Sensores Electrónicos Esenciales: Principios de Funcionamiento, Fórmulas y Aplicaciones Prácticas

A continuación, se describen los principios de funcionamiento, las fórmulas básicas y las aplicaciones de diversos tipos de sensores electrónicos.

1. Termistor

Funcionamiento Básico

Los termistores son resistores cuya resistencia varía significativamente con la temperatura. A diferencia de los RTD (Detectores de Temperatura por Resistencia) que se basan en conductores, los termistores utilizan semiconductores para lograr esta variación.

Símbolo

[El símbolo del termistor se representaría gráficamente aquí, típicamente un resistor con una línea diagonal y una 't' o un bloque.]

Fórmula Básica

[La fórmula básica que describe el comportamiento de un termistor (por ejemplo, la ecuación de Steinhart-Hart o una aproximación lineal) se incluiría aquí.]

Aplicación como Sensor

Ejemplo de aplicación: Termómetro digital.

2. Fotorresistencia (LDR)

Funcionamiento Básico

Las fotorresistencias, también conocidas como LDR (Light Dependent Resistor), se basan en la variación de la resistencia eléctrica de un material semiconductor al incidir la radiación óptica (luz) sobre él. A mayor intensidad de luz, menor es su resistencia.

Símbolo

[El símbolo de la fotorresistencia se representaría gráficamente aquí, típicamente un resistor con dos flechas apuntando hacia él.]

Fórmula Básica

[La fórmula básica que describe el comportamiento de una fotorresistencia (relación entre resistencia y luminancia) se incluiría aquí.]

Aplicación como Sensor

Ejemplo de aplicación: Alumbrado público, donde un sensor enciende las luces al detectar la ausencia de luz ambiental.

3. Condensador Variable como Sensor

Funcionamiento Básico

Un condensador variable consiste en dos conductores (placas) separados por un dieléctrico (que puede ser sólido, líquido, gaseoso o el vacío). La capacitancia de este dispositivo puede variar al modificar la distancia entre las placas, el área efectiva de las placas o la constante dieléctrica del material entre ellas.

Fórmula Básica

[La fórmula básica de la capacitancia (C = εA/d) y cómo varía con los parámetros mencionados se incluiría aquí.]

Aplicación como Sensor

Ejemplo de aplicación: Son muy utilizados en receptores de radio y televisión (TV), entre otros, para igualar la impedancia en los sintonizadores de las antenas y ajustar la frecuencia de resonancia para sintonizar emisoras.

4. Condensador Diferencial como Sensor

Funcionamiento Básico

Un condensador diferencial consiste en dos condensadores variables dispuestos físicamente de tal modo que, al variar una magnitud (como la posición), experimenten el mismo cambio en su capacitancia, pero en sentidos opuestos. Esto permite una medición diferencial y más precisa.

Fórmula Básica

[Una de las fórmulas básicas que describen el comportamiento de un condensador diferencial (por ejemplo, la relación entre la diferencia de capacitancia y la magnitud medida) se incluiría aquí.]

Aplicación como Sensor

[Un ejemplo de aplicación para un condensador diferencial como sensor (por ejemplo, medición de desplazamiento o presión) se incluiría aquí.]

5. Sensor Inductivo Basado en Variación de Reluctancia

Funcionamiento Básico

La inductancia de un circuito indica la magnitud del flujo magnético que concatena debido a una corriente eléctrica. Un sensor inductivo basado en la variación de su reluctancia opera modificando la trayectoria del campo magnético, lo que a su vez altera la inductancia de una bobina. Esta variación de inductancia es detectada y convertida en una señal de medición.

Fórmula Básica

[La fórmula que describe la relación entre la inductancia, la reluctancia y otros parámetros magnéticos se incluiría aquí.]

Aplicación como Sensor

Ejemplo de aplicación: Sensores de proximidad para la detección de objetos metálicos en un conveyor (cinta transportadora) o en maquinaria industrial.

6. Transformador Diferencial (LVDT) como Sensor

Funcionamiento Básico

Un transformador diferencial de variación lineal (LVDT, por sus siglas en inglés: Linear Variable Differential Transformer) se basa en la variación de la inductancia mutua entre un bobinado primario y dos bobinados secundarios. Esto ocurre al desplazarse a lo largo de su interior un núcleo de material ferromagnético, arrastrado por un vástago no ferromagnético, unido a la pieza cuyo movimiento se desea medir.

Fórmula Básica

[La fórmula que describe la relación entre la posición del núcleo y la tensión de salida diferencial de los bobinados secundarios se incluiría aquí.]

Aplicación como Sensor

Ejemplos de aplicación: Los LVDT se utilizan para la realimentación de posición en servomecanismos, la medición automática en herramientas y en diversas aplicaciones industriales y científicas. Además, los LVDT suelen proporcionar una salida estándar de 0-10 VCA o 4-20 mA, facilitando su integración en sistemas de control.