Conceptos Clave de Sensores y Transductores en Sistemas de Medida

Conceptos Fundamentales de Sensores y Transductores

1.- Describa qué es un transductor.

Es, en general, todo dispositivo que convierte una señal de una forma física en otro tipo de señal.

2.- Describa qué es un sensor.

Es un dispositivo que, a partir de la energía del medio donde se mide, da una señal de salida que es función de la variable medida.

3.- Dibuje el diagrama de bloques de la estructura general de un sistema de medida.

Sensor - Acondicionamiento - Transmisión de datos - Presentación

4.- ¿Cuáles son los tipos de señales que existen?

• Mecánicas
• Térmicas
• Magnéticas
• Eléctricas
• Ópticas
• Moleculares

5.- Mencione las ventajas que ofrecen los sistemas de medida electrónicos.

• Cualquier variación de un parámetro no eléctrico de un material viene acompañada por la variación de un parámetro eléctrico.
• Se pueden representar de mejor manera en gráficas, textos y diagramas.
• Son más económicos.

6.- ¿En qué consiste el acondicionamiento de señales?

Consiste normalmente en circuitos electrónicos que ofrecen, entre otras funciones, las siguientes:

• Amplificación
• Filtrado
• Adaptación de impedancias
• Modulación o demodulación

7.- Describa la clasificación de sensores según su señal de salida.

• Analógicos
• Digitales

EJEMPLO: Potenciómetro, Codificador de posición.

8.- Describa la clasificación de sensores según su modo de operación.

• De deflexión
• Comparación

EJEMPLO: Acelerómetro de deflexión y Servo acelerómetro.

9.- Describa la clasificación de sensores según su aporte de energía.

• Moduladores
• Generadores

EJEMPLO: Termistor, Termopar.

10.- ¿Cómo se clasifican los sensores según su parámetro variable?

• Resistivos
• Capacitivos
• Inductivos

11.- Describa las características estáticas de los sensores (Exactitud, Fidelidad, Repetibilidad, Reproducibilidad, Sensibilidad, Linealidad, Resolución y Rango de medida).

• Exactitud: Es la cualidad que caracteriza la capacidad de un instrumento de medida para dar indicaciones que se aproximen al verdadero valor de la magnitud medida.
• Fidelidad: Es la cualidad que caracteriza la capacidad de un instrumento de medida para dar el mismo valor de la magnitud medida.
• Repetibilidad: Se refiere al mismo hecho, pero cuando las medidas se realizan en un intervalo de tiempo corto.
• Reproducibilidad: Se refiere también al grado de coincidencia entre distintas lecturas individuales cuando se determina el mismo parámetro con un método concreto.
• Sensibilidad: Es la pendiente de la curva de calibración, que puede ser o no constante a lo largo de la escala de medida.
• Linealidad: Expresa el grado de coincidencia entre la curva de calibración y una línea recta determinada.
• Resolución: Es el incremento mínimo de la entrada para el que se obtiene un cambio en la salida.
• Rango de medida: (Descripción no proporcionada en el texto original)

12.- Describa las características dinámicas de los sensores (Velocidad de respuesta, respuesta en frecuencia, estabilidad).

• Velocidad de respuesta: Indica la rapidez con que el sistema de medida responde a los cambios en la variable de entrada.
• Respuesta en frecuencia: Es la capacidad del sensor para seguir la señal de entrada conforme varía la frecuencia.
• Estabilidad: Indica la capacidad de la señal de salida para seguir a la señal de entrada cuando varían parámetros diferentes a la magnitud medida.

13.- Describa el funcionamiento básico de un potenciómetro como sensor, dibuje su símbolo, escriba la fórmula básica que describe su comportamiento y mencione algún uso como sensor.

Es un resistor con un contacto móvil deslizante o giratorio. La resistencia entre dicho contacto móvil y uno de los terminales fijos es R = P/A * (L-X).

Ejemplo de uso: Control de joystick.

(Símbolo no proporcionado en el texto original)

14.- Describa el funcionamiento básico de una galga extensométrica, escriba la fórmula que describe su comportamiento y mencione un ejemplo de su uso como sensor.

Se basan en la variación de la resistencia de un conductor o un semiconductor cuando es sometido a un esfuerzo mecánico. R = P * (L/A).

Ejemplo de uso: Se utilizan en ingeniería civil para medir las deformaciones de una estructura metálica.

15.- Describa el funcionamiento básico de un detector de temperatura resistivo (RTD), dibuje su símbolo, escriba la fórmula básica que describe su comportamiento y mencione algún ejemplo de su uso como sensor.

Están basados en la variación de una resistencia eléctrica y se suelen designar con sus siglas RTD. El fundamento de las RTD es la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura.

Ejemplo de uso: Un sensor RTD Pt1000 que se usa como termómetro.

(Símbolo y fórmula no proporcionados en el texto original)