Tipos de Transductores: Clasificación y Funcionamiento

Los transductores pueden ser analógicos y digitales. Algunas de sus características principales son: rango de medida, resolución, linealidad, repetibilidad, sensibilidad e histéresis. Se clasifican según la magnitud física que miden, entre ellos encontramos:

Transductores de Posición

• Finales de carrera mecánicos: Detectan la posición de una pieza. Cuando se alcanza el extremo de la carrera, este bloquea el circuito. Pueden ser de palanca, de émbolo o de varilla.
• Sensores inductivos: No precisan de contacto físico. Se ayudan de un campo magnético. Pueden ser sensibles a materiales ferromagnéticos o a materiales mecánicos (cualquier material que produzca pérdidas por corrientes de Foucault).
• Capacitivos: Usan un campo eléctrico, junto a un electrodo que forma un pequeño condensador, detectando objetos a una distancia menor a 4 cm.
• Ópticos: Válidos para todas las distancias. Los de proximidad pueden ser directos o con fibras, utilizando luz infrarroja. Cuando el receptor recibe la luz o deja de recibirla, estos se paran. A larga distancia, se componen de células fotoeléctricas que detectan todo tipo de objetos.

Transductores de Desplazamiento

• Largas distancias: Radar, ultrasonidos, rayo láser.
• Cortas distancias:
  • Potenciómetros en ejes roscados (presentan desgaste, resistencia fija y un cursor).
  • Reglas graduadas con detectores ópticos (precisas y caras, no se desgastan).
• Pequeños desplazamientos:
  • Resistivos: Dos bandas semiconductoras que miden la deformación y la tensión con la ley de Hooke.
  • Inductivos: Devanado móvil y fijo, este último con corriente.
  • Capacitivos: Según la capacidad de un pequeño condensador.

Transductores de Ángulos

• Resistivos: Potenciómetros circulares.
• Inductivos: Synchro y resolver.
• Ópticos: Encoders (código binario, incrementales, disco con muescas).

Transductores de Velocidad Angular

• Mecánicos: Tacómetro centrífugo. Cuanto más se alejan las bolas del eje, más velocidad.
• Eléctricos:
  • Inducción: Campo magnético de máquina asíncrona.
  • Continua y alterna: Máquina de corriente continua.

Transductores de Presión

• Mecánicos: Presión directa comparándola con una presión ya conocida. Destacan el manómetro en U, el tubo Bourdon, el diafragma o el fuelle. Estos últimos miden la deformación de un tubo, Bourdon de un anillo.
• Electromecánicos: Utilizan material elástico y un transductor eléctrico.
• Electrónicos: Se emplean con alto vacío. Son muy sensibles.

Transductores Térmicos

• Termorresistencias RTD: Hilo metálico de temperatura variable.
• Termopar: Dos conductores unidos por un extremo que se calienta.
• Pirómetros de radiación: Basados en la ley de Stefan-Boltzmann. Pueden ser de radiación total u ópticos.
• Termistores: NTC y PTC. El primero disminuye su resistencia al aumentar la temperatura y viceversa.

Transductores de Luz

• Fotorresistencias LDR: Al aumentar la luz, disminuyen su resistencia.
• Fotodiodos y fototransistores: Conducción inversa de un diodo.