Sensores y transductores: características, errores y tecnologías

Sensores y transductores

Sensor

Sensor: Elemento en contacto con la magnitud a medir.

Transductor

Transductor: Encargado de convertir la propiedad modificada en una señal compatible.

Tipos de transductores

• Activo: No necesita alimentación externa.
• Pasivo: Sí necesita alimentación externa.
• Analógico: Valor numérico y continuo.
• Digital: Solo dos estados: 0/1.

Características

• Rango: Conjunto de valores de medida del cual da señal.
• Abasto: Diferencia entre el valor máximo y el mínimo.
• Sensibilidad: Relación en el incremento de la salida y la magnitud medida.
• Precisión: Diferencia entre la medida y el valor real.
• Resolución: Cantidad a variar para apreciar el cambio.
• Curva: Representación gráfica.
• Repetitividad: Capacidad de dar la misma salida cuando se mide lo mismo.

Errores de medida

• Sistemático: Error que se produce en todas las medidas.
• Aleatorios: Debido a causas imprevistas.
• De cero: Desfasamiento entre el resultado real y el ideal.
• Apreciación: Diferente lectura según la persona observadora.
• Interacción: Cuando el aparato de medida modifica la magnitud.
• Linealidad: Error entre la gráfica real y la ideal.
• Ruido eléctrico: Perturbaciones en la señal.
• Mala definición: Cuando la magnitud a medir no tiene límites claros.
• Fenómeno intrínsecamente aleatorio: Fenómenos que no se pueden controlar.

Tecnologías de los sensores

• Piezoeléctrico: Ciertos cristales, como el cuarzo, cuando se someten a presión experimentan un cambio en su estructura cristalina que modifica la distribución de la carga.
• Resistivo: La resistencia eléctrica de un material conductor depende de la resistividad del material, la longitud y la sección.
• Capacitivo: La capacidad depende de la superficie, de la separación y de la constante dieléctrica.
• Inductivo: El coeficiente de autoinducción de una bobina eléctrica depende del número de espiras, la longitud de la bobina, el área de sección y el material del núcleo.
• Reluctivo: Sensor basado en variaciones de reluctancia, por ejemplo con varias bobinas y un núcleo compartido.
• Electromagnético: El fenómeno de la inducción electromagnética se da cuando la bobina varía el flujo magnético.
• Fotovoltaico: Materiales semiconductores sensibles a la luz cambian sus características en función de la radiación.
• Termoeléctrico: Si calentamos la unión de dos metales diferentes, se genera una diferencia de potencial (efecto termoeléctrico).

Expresión eléctrica relacionada

Vm · ((R1 + R2) · (R3 + R4)) = V · (R2 · R3 – R1 · R4)

Transductores de fuerza

Para medir fuerzas se hace servir un cuerpo elástico; midiendo la deformación que produce, tendremos la medida de la fuerza.