Explorando los Transductores: Posición, Velocidad, Temperatura, Presión e Iluminación

Transductores: Una Visión Detallada

Los transductores son dispositivos esenciales en la medición y control de diversas magnitudes físicas. A continuación, se presenta una descripción de los transductores más comunes, clasificados por la magnitud que miden:

Transductores de Posición

Miden la ubicación de un objeto en el espacio.

1. Transductores Resistivos: Se basan en la variación de la resistencia eléctrica. Un potenciómetro es un ejemplo, donde un cursor se desplaza sobre una resistencia fija.
2. Transductores Inductivos: Utilizan dos piezas de material magnético separadas por un entrehierro, con un arrollamiento de hilo conductor.
3. Transductores Capacitivos: La capacitancia varía con la distancia entre las armaduras. Miden la variación de capacidad que experimenta un condensador cuando se modifica la distancia entre las placas.
4. Interruptor Final de Carrera: Determinan la posición de un objeto. Al alcanzar el límite de su movimiento, cambian los contactos del interruptor.
5. Ultrasonidos: Utilizan vibraciones en un medio natural con frecuencia superior a la percepción del oído humano. El sonar detecta submarinos y minas.
6. Radar: Detecta la presencia de objetos mediante ondas electromagnéticas.

Transductores de Velocidad

Miden la rapidez con la que se mueve un objeto.

1. Tacómetros Mecánicos:

   Contadores de revoluciones. Un tornillo sin fin acoplado al eje, en combinación con un medidor de tiempo, permite obtener la velocidad angular media durante el tiempo transcurrido.

   • Tacómetro Centrífugo: Dos bolas que se alejan del eje a mayor velocidad angular.
2. Tacómetros Eléctricos: Convierten la velocidad de giro del eje en una señal eléctrica.
   • Tacómetro de Corrientes Parásitas: Un imán gira dentro de una copa de aluminio, induciendo corrientes parásitas que se miden por la deformación de un resorte.
   • Inducción: Una pieza de hierro giratoria actúa sobre un circuito magnético de una bobina. Se mide el voltaje.
   • Dinamo Tacométrica: El voltaje en las escobillas es proporcional a la velocidad del eje.
   • Frecuencímetro: Un emisor y un detector con dientes de engranaje entre ellos. Midiendo la frecuencia del pulso, se halla la velocidad de giro.

Transductores de Temperatura

Miden el grado de calor de un objeto o sustancia.

1. Termorresistencias: Hilo metálico cuya resistencia varía con la temperatura.
2. Termistores: Resistores variables con la temperatura, hechos de semiconductores.
3. Termopares: Dos varillas de metales diferentes soldadas en un extremo. Se basan en el efecto Seebeck, donde la diferencia de potencial se mide.
4. Pirómetro de Radiación: La energía radiada por unidad de tiempo es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta: W = e * δo * T⁴

Transductores de Presión

Miden la fuerza ejercida sobre una superficie.

1. Mecánicos:
   • Tubo en U: La diferencia en altura indica la presión.
   • Tubo Bourdon: Se deforma según la presión en su interior.
   • Elementos de Espiral, Hélice, Fuelle: Otros diseños mecánicos sensibles a la presión.
2. Electromecánicos:
   • Resistivos: La presión actúa sobre el cursor de un potenciómetro.
   • Capacitivos: La presión modifica la separación de las placas y, por lo tanto, la capacitancia del condensador.
   • Galgas Extensiométricas: La presión estira un conductor, y se mide la diferencia en la resistencia.
   • Piezoeléctricos: La presión produce una variación de voltaje medible. Son robustos y sensibles, como las válvulas de coche.

Transductores de Iluminación

Miden la cantidad de luz presente.

1. Fotorresistencias (LDR): Células cuya resistencia eléctrica depende del flujo luminoso. Tienen un tiempo de reacción lento.
2. Fotodiodo: Deja pasar más corriente inversa si hay más iluminación.
3. Fototransistor: Deja o no pasar corriente, dependiendo de la luz.
4. Células Fotoeléctricas: Utilizan un emisor LED y un detector.