Tipos de Transductores: Clasificación y Funcionamiento

Resumen

Este documento clasifica los transductores según la magnitud física que miden. Explica sus características principales, como el rango de medida, la resolución, la linealidad y la sensibilidad. Recorre los transductores de posición, desplazamiento, ángulo, velocidad angular, presión, temperatura y luz, con sus tipos y ejemplos.

Puntos clave

Los transductores pueden ser analógicos o digitales, y se clasifican según la magnitud física que miden.
Sus características principales son el rango de medida, la resolución, la linealidad, la repetibilidad, la sensibilidad y la histéresis.
Los transductores capacitivos de posición usan un campo eléctrico y detectan objetos a menos de 4 cm.
Para medir largas distancias se usan radar, ultrasonidos y rayo láser.
El tacómetro centrífugo mide la velocidad angular: cuanto más se alejan las bolas del eje, mayor es la velocidad.
El termopar tiene dos conductores unidos por un extremo, que es el que se calienta.
Los termistores NTC disminuyen su resistencia al aumentar la temperatura. Las fotorresistencias LDR disminuyen su resistencia al aumentar la luz.

Ponte a prueba

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.

Preguntas frecuentes

¿Qué hace un final de carrera mecánico?

Detecta la posición de una pieza. Cuando se alcanza el extremo de la carrera, bloquea el circuito. Puede ser de palanca, de émbolo o de varilla.

¿Qué diferencia hay entre una termorresistencia RTD y un termopar?

La RTD es un hilo metálico cuyo valor cambia con la temperatura. El termopar son dos conductores unidos por un extremo, que se calienta.

¿Qué es un encoder?

Es un transductor óptico de ángulos. Puede dar un código binario, ser incremental o usar un disco con muescas.