sensores y trans duct ores final jaime osorio

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SENSORES Y TRANSDUCTORES CIRCUITOS ANALOGICOS II

PRESENTADO POR JAIME ALEXANDER OSORIO SARRIA COD: 06091240

PRESENTADO A ING . DIEGO GMEZ

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE INGENIERA ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES V SEMESTRE POPAYN 17 DE ENERO DE 2012

DEFINICION DE SENSOR

La instrumentacin y la teora de control basan sus desarrollos en la necesidad de adquirir seales que provienen del medio con el fin de ser procesadas y analizadas. El sensor tiene como funcin bsica adquirir seales provenientes de sistemas fsicos para ser analizadas, por lo tanto se podrn encontrar en el medio tantos sensores como seales fsicas requieran ser procesadas. Basados en el principio de conversin de energa el sensor tomar una seal fsica (fuerza, presin, sonido, temperatura, etc.) y la convertir en otra seal (elctrica, mecnica ptica, qumica, etc.) de acuerdo con el tipo de sistema de instrumentacin o control implementado. La utilizacin de sensores permite que un sistema elctrico o electrnico pueda obtener informacin fsica para realizar su procesamiento y actuar, sin que la informacin obtenida sea voltaje, corriente, resistencia, etc. Transductores: Los transductores son aquellas partes de una cadena de medicin que transforman una magnitud fsica en una seal elctrica. Las magnitudes fsicas pueden ser temperatura, presin, humedad, presin, sonido, caudal, o luz. Diferencia entre sensores y transductores: Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor est siempre en contacto con la variable a medir o a controlar. Los transductores producen una seal proporcional a la variable fsica medida, mientras que un sensor normalmente entrega esta seal adaptada para procesamiento digital (4 a 20 mA, o 1 a 5VDC). Sensores Generadores: Esta familia de dispositivos comprende todos aquellos transductores tales que, ante una magnitud determinada, generan una corriente elctrica de intensidad o voltaje proporcional a la citada magnitud. Ello significa que no es necesario disponer de una fuente de energa elctrica para alimentarlos, sino que ellos mismos producen esa seal que, en el peor de los casos, deber ser amplificada para adaptarla a los niveles elctricos del sistema de medida.

ESPECIFICACIN DE SENSORES Todos los instrumentos deben ser especificados a un punto tal que aseguren la operacin del proceso y que permita la estimacin de sus costos. Estas especificaciones se pueden sistematizar, aplicndolas tanto a sistemas sensores como a sistemas actuadores, sin que todas y cada una de las definiciones que siguen a continuacin sean aplicables a todo sensor o actuador.

PRECISION (o EXACTITUD): Todo sistema sensor responde a un principio fsico, qumico o biolgico que permite su funcionamiento. Por ende, todo sistema sensor tendr limitaciones que sern inherentes a sus principios. Una de tales limitaciones es la precisin, que regula el margen de imprecisin instrumental. ERROR: Expresa la diferencia entre la magnitud medida y la lectura instrumental. En toda aplicacin se deseara que el error fuese 0; sin embargo, todos los instrumentos modifican su comportamiento a lo largo de su vida y es comn calibrarlos de cuando en cuando. ERROR de NO LINEALIDAD: Los instrumentos ideales son lineales. De hecho, la mayora de los sistemas instrumentales comerciales tienen respuesta lineal. Puede ocurrir, sin embargo, que la respuesta no sea estrictamente lineal y, por ende, que ocurra un error por no linealidad de la respuesta del instrumento. REPRODUCIBILIDAD: Se refiere a la capacidad del instrumento de mantener una misma lectura cuando el valor de la especie medida est a valor constante. Tambin se utiliza este trmino para describir la capacidad de entregar el mismo valor medio y desviacin estndar al medir repetidamente un mismo valor. SENSIBILIDAD: Trmino utilizado para describir el mnimo cambio en la especie medida que el instrumento puede detectar. RESOLUCIN: Expresa la posibilidad de discriminar entre valores, debido a las graduaciones del instrumento. Se suele hablar de nmero de dgitos para indicadores numricos digitales y de porcentaje de escala para instrumentos de aguja. RANGO: Expresa los lmites inferior y superior del instrumento. RANGO de TRABAJO o de OPERACIN: El rango de trabajo mejora la resolucin pero no necesariamente la sensibilidad. BANDA MUERTA: Los instrumentos suelen ser insensibles a muy pequeos cambios, porque su sensibilidad as lo impone. Este mismo concepto puede ser visto a la inversa, especificando, en cambio, la banda (en el sentido de espacio) muerta del instrumento, es decir, cuan grande debe ser el cambio de la especie medida para que el instrumento reaccione. CORRIMIENTO DEL CERO: La lectura en cero suele cambiar por razones asociadas al uso de un instrumento o porque las etapas amplificadoras sufren de deriva en el tiempo. Los instrumentos deben especificar su tolerancia al corrimiento del cero y, adems, los procedimientos y periodicidad de recalibraciones.

TIEMPO DE RESPUESTA: La medicin de cualquier variable de proceso puede implicar una demora (debida a fenmenos de equilibrio, transporte, etc.). Si la medicin tiene una cintica ms lenta que la de la propia variable, habr que disponer de sistemas complejos de prediccin del valor en lugar de descansar slo sobre la medicin instrumental. HISTRESIS: Algunos instrumentos presentan un fenmeno de "memoria" que impone una histresis a su respuesta. En particular, un sistema de medicin de presin podra indicar los cambios de presin segn si la presin anterior era ms alta o ms baja que la actual, debido a fenmenos de resistencia viscosa al desplazamiento de partes interiores del sensor. FUNCION DE TRANSFERENCIA: Un instrumento se puede caracterizar formalmente mediante su funcin de transferencia, es decir, por su modelo matemtico Entrada/Salida, donde la entrada es el valor real de la propiedad sensada y la salida es la lectura en el instrumento. CALIBRACIN: El sensor debe ser fcil de calibrar. El tiempo y los procedimientos necesarios para llevar a cabo el proceso de calibracin deben ser mnimos. Adems, el sensor no debe necesitar una recalibracin frecuente. El trmino desviacin se aplica con frecuencia para indicar la prdida gradual de exactitud del sensor que se produce con el tiempo y el uso, lo cual hace necesaria su recalibracin. FIABILIDAD: El sensor debe tener una alta fiabilidad. No debe estar sujeto a fallos frecuentes durante el funcionamiento.

SENSORES DE TEMPERATURA DETECTORES DE TEMPERATURA RESISTIVOS (RTD)

Este tipo de sensores (cuyas siglas corresponden a Resistive Temperature Detector) Su transductor es resistivo, y se basa en la propiedad de algunos metales, que hace que su resistencia vare en funcin de la temperatura a la cual se ven sometidos. Muchas veces, esta variacin es lineal. Los metales que se suelen utilizan son el Pt (Platino), y el Ni (Nquel).

Pueden ser de dos tipos: NTC (Negative Temperature Coefficient) en el caso de que la resistencia disminuya con el aumento de temperatura. PTC (Positive Temperature Coefficent) en caso contrario, es decir, su resistencia aumenta a medida que aumenta la temperatura. TERMOPAR Un termopar es un dispositivo de estado slido, cuyo transductor convierte energa en voltaje. Consta de dos metales diferentes empalmados en una juntura. Pueden utilizarse como materiales para la fabricacin de termopares, tales como: hierro y constantano, cobre y constantano o antimonio y bismuto.

Los termopares se emplean como sensores de temperatura e instrumentos semejantes a los termmetros denominados pirmetros. En un pirmetro, el voltaje producido por un termopar origina que una corriente circule a travs de un medidor elctrico, el cual se calibra para indicar directamente el valor de la temperatura. Un termopar puede colocarse en un horno; cuando aumenta la temperatura en el horno, tambin aumenta el voltaje que se genera en el termopar. En consecuencia pasa ms corriente por el medidor. En tal caso, el medidor indica el aumento de corriente como una temperatura mayor. Con los pirmetros se puede medir con mucha precisin, temperaturas que van desde 2700 hasta 10,800F (1,500 a 6,000C). Los termopares comerciales se designan por letras (T,E,J,K,R) que identifican los materiales que contienen, se especifican generalmente por su sensibilidad o coeficiente trmico MV/C. Efecto Seebeck: Cuando las uniones de dos conductores se unen por sus extremos para formar un circuito, y se colocan en un gradiente de temperatura, se manifiesta un flujo de calor y un flujo de electrones conocido como corriente de Seebeck. La fuerza electromotriz (FEM) que genera dicha corriente se conoce como fuerza electromotriz de termopar o tensin de Seebeck.

Efecto Peltier: Consiste en el calentamiento o enfriamiento de una unin entre dos metales distintos al pasar corriente por ella. Al invertir el sentido de la corriente se invierte tambin el sentido del flujo de calor. Este efecto es reversible e independiente del contacto. Depende slo de la composicin y de la temperatura de la unin. Efecto Thompson: Consiste en la absorcin o liberacin de calor por parte de un conductor homogneo con temperatura no homognea por el que circula una corriente. El calor liberado es proporcional a la corriente y por ello, cambia de signo al hacerlo el sentido de la corriente. Se absorbe calor si la corriente y el calor fluyen en direcciones opuestas, y se libera calor si fluyen en la misma direccin. El sensor se desarrolla una pequea tensin continua proporcional a la temperatura de la unin de medida, siempre que haya una diferencia de temperaturas con la unin de referencia. TERMISTOR Los termistores, o resistores trmicos tienen transductor resistivo, son dispositivos semiconductores que se comportan como resistencias con un coeficiente de temperatura de resistencia alto y, generalmente negativo. En algunos casos, la resistencia de un termistor a temperatura ambiente puede disminuir hasta un 6% por cada 1C que se eleve la temperatura. Dada esta alta sensibilidad al cambio de temperatura hacen al termistor muy conveniente para mediciones, control y compensar con precisin la temperatura. El uso de termistores est muy difundido en tales aplicaciones, en especial en el rango ms bajo de temperatura de -100C a 300C. Los termistores se componen de una mezcla sinttica de xidos de metales, como manganeso, nquel, cobalto, cobre, hierro y uranio. Su rango de resistencia va de 0.5 ohms. a 75 ohms y estn disponibles en una amplia gama de formas y tamaos. PIROELCTRICO

Su transductor convierte temperatura en voltaje, cuando la temperatura de un cristal vara uniformemente (se calienta o se enfra), o es sometido a una tensin unidireccional, se puede producir

un desplazamiento de los iones positivos respecto de los negativos, de tal manera que el cristal se polariza elctricamente. Este efecto se conoce como piroelectricidad en el caso de un cambio de temperatura, o piezoelectricidad si se debe a una tensin unidireccional. De hecho, el proceso que tiene lugar es similar en ambos casos, ya que al modificar la temperatura se expande o se retrae anisotrpicamente, y este ligero movimiento de los tomos unos respecto de los otros da lugar al desplazamiento de las cargas que en ciertas direcciones pueden ocasionar polarizacin elctrica. SENSOR DE POSICIN, ROTACIN O DESPLAZAMIENTO DE CURSOR

El potencimetro puede ser usado como sensor de posicin, rotacin o desplazamiento de cursor, su transductor es resistivo, se lo puede ver como dos resistencias, una de valor Rpx (0 x 1) y la otra de valor Rp (1 - x) = Rp . Cuando se utiliza como resistencia variable, es decir, empleando solamente dos de sus tres patas (como restato), no hace falta hacer los clculos con ambos valores sino que basta utilizar uno de los dos, por ejemplo Rpx. Este efecto se consigue mecnicamente montando un cursor deslizante que recorre una resistencia de valor fijo Rp (normalmente consistente en una pelcula de material conductor) dividindola en dos partes complementarias. Existen gran variedad de potencimetros dependiendo de la aplicacin a que se destinan. Ello implicar determinadas caractersticas relativas a la precisin, potencia admitida, durabilidad, resistencia mecnica de giro, nmero de vueltas, tipo de mecanismo, etc. A continuacin se presenta una clasificacin en funcin de diferentes criterios. Atendiendo al desplazamiento del cursor pueden ser: Circulares: El desplazamiento del cursor se consigue girando un eje al que est unido. Con el movimiento, el cursor recorre la resistencia que posee forma circular.

Lineales: El cursor realiza un movimiento rectilneo a lo largo de una gua. Existe la posibilidad de que el mecanismo que acciona el cursor consista en un tornillo y que, por lo tanto, el movimiento del mando del cursor sea circular mientras que el desplazamiento de ste es lineal. Las tcnicas empleadas para obtener la pista conductora que el cursor recorrer se reducen a dos posibilidades: Pelcula depositada: Sobre un soporte aislante se deposita una pelcula formando una pista que ser recorrida por el cursor. Es posible obtener potencimetros de tamao muy reducido. Permiten una regulacin continua. Bobinados: En este tipo la resistencia se obtiene arrollando un cable conductor (con una conductividad no muy elevada para que el cable no tenga que ser muy largo) alrededor de un soporte aislante (cermico, plstico, etc). Soportan corrientes elevadas pero su tamao es muy grande. Adems la resistencia obtenida no es regulable de forma continua, sino en incrementos del valor de la resistencia de una espira. Como inconveniente especfico cabe destacar una elevada inductancia debida a su forma de bobina, que les hace inadecuados para seales de alta frecuencia. El comportamiento respecto de la linealidad puede ser: Lineal: El valor de resistencia obtenido es proporcional a la posicin del cursor con una constante de proporcionalidad que le confiere comportamiento lineal. Logartmico: La relacin entre la posicin del cursor y la resistencia obtenida es logartmica, de forma que la posicin del cursor es proporcional al logaritmo de la resistencia. Este tipo de potencimetros son de utilidad cuando actan sobre la frecuencia o la amplitud de una seal acstica, ya que el odo humano percibe ambas magnitudes de forma logartmica y eso hace que la accin sobre el potencimetro nos parezca lineal. Se obtienen depositando una pelcula de grosor variable. Antilogartmico: Para conseguir el efecto contrario al del caso anterior. Log-Antilog: Presenta comportamiento logartmico en una mitad del recorrido del cursor y antilogartmico en la otra mitad, resultando coincidir en su valor medio con uno de comportamiento lineal.

Un condensador variable puede ser usado como sensor de posicin, rotacin o desplazamiento de cursor, cuyo transductor es capacitivo, suele consistir en un condensador con una de sus placas fija y la otra mvil. La configuracin ms habitual consiste en que las dos placas tienen forma de semicrculo y poseen un eje comn. Haciendo girar la placa mvil se puede variar la cantidad de superficie de ambas placas que queda enfrentada y, por tanto, la capacidad del condensador resultante. Este tipo de condensadores suele emplearse para sintonizar la frecuencia de resonancia de circuitos de alterna, pero tambin puede utilizarse para detectar el giro de un eje en funcin de la capacidad.

Condensador diferencial: Se trata de un sensor construido a partir de dos condensadores que comparten una misma placa central, que es mvil. Esta ltima ser unida mecnicamente al sistema cuyo desplazamiento se desee medir.

De esta forma, la placa central podr desplazarse acercndose a una de las placas fijas mientras se aleja de la otra o viceversa. Llamando x a la distancia que la placa central se desva de su posicin de reposo. Un transformador tambin puede ser usado como sensor de posicin, rotacin o desplazamiento de cursor, un transformador se denomina variable cuando uno de sus bobinados permite el cambio del nmero de espiras que participan en la accin transformadora. Esta modificacin se realiza normalmente desplazando un cursor similar al de los potencimetros bobinados. La variacin de la relacin de transformacin implica que el voltaje de salida del transformador es proporcional a la posicin del cursor selector de nmero de espiras. Este dispositivo se suele emplear en aplicaciones de potencia, donde las corrientes involucradas presentan valores elevados, y su transductor es inductivo. SENSOR DE PRESION GALGAS EXTENSIOMTRICAS:

Son sensores que sirven para medir la presin o el esfuerzo aplicado, su transductor es resistivo, y se basan en que al someter la galga a presin se produce en ella una variacin de su longitud y el dimetro de su seccin, y por lo tanto, vara su resistencia elctrica. Debido a esto, la resistencia que presentar la galga extensiomtrica corresponder a un valor inicial R0 ms un incremento debido a la deformacin R. PIEZOELCTRICOS:

El transductor de un sensor piezoelctrico convierte energa mecnica en energa elctrica, La palabra piezo procede del griego y significa apretar, estrechar u oprimir. En 1880 Jacques y Pierre Curie descubrieron que al aplicar presin a un cristal de cuarzo se establecan cargas elctricas en ste. Denominaros a este fenmeno efecto piezoelctrico. Ms tarde verificaron que aplicando un campo elctrico al cristal, ste se deformaba, con lo cual denominaron este fenmeno efecto piezoelctrico inverso. Los materiales que poseen la propiedad piezoelctrica pueden utilizarse, por tanto, para convertir energa elctrica en mecnica y viceversa.

SENSOR LUMINICO LDR

La LDR (Light Dependent Resistor), tambin conocida como fotorresistencia o fotoconductor, es un sensor lumnico, cuyo transductor es resistivo, su resistencia elctrica vara en funcin de la intensidad de luz que recibe. El funcionamiento de este semiconductor se basa en que al incidir fotones sobre el dispositivo, entonces el semiconductor los absorbe en forma de energa, de manera que los electrones de la banda de valencia saltan a la de conduccin, siempre que la luz incidente tenga la suficiente frecuencia, o en otras palabras, la suficiente energa. El resultado es, por lo tanto, la disminucin de la resistencia elctrica del dispositivo, dado que el electrn libre (y el hueco asociado) se genera en la banda de conduccin. Podemos dividir las fotorresistencias en dos tipos, que son los dispositivos intrnsecos, y los extrnsecos.

FOTOVOLTAICO

Los SFV (Sistemas Foto Voltaicos) tienen como elemento esencial la celda solar, convierte energa lumnica en elctrica (voltaje). La celda solar es un dispositivo de conversin directa, esto es, transforma la radiacin solar directamente en electricidad (los dispositivos de transformacin indirecta utilizan uno o ms procesos de conversin intermedia para generar electricidad). Las celdas solares funcionan gracias al efecto fotovoltaico que, como su nombre indica, consiste en la generacin de un voltaje por efecto de la luz. En el caso de los intrnsecos, los nicos electrones que tienen la capacidad de saltar a la banda de conduccin estn situados en la banda de valencia, y necesitan una elevada energa para pasar a la banda de conduccin. Los extrnsecos se dopan con impurezas, por lo que los electrones adquieren una energa inicial mayor que en el caso intrnseco, y por lo tanto, es necesaria una energa (frecuencia, intensidad) menor para pasar a la banda de conduccin. SENSOR MAGNETICO (MAGNETORRESISTENCIAS)

Se trata de sensores con transductor resistivo, cuya resistividad vara en funcin de la direccin e intensidad del campo magntico en que se encuentran inmersos. Normalmente se emplean como detectores de presencia combinados con imanes fijos o con electroimanes y con una circuitera de comparacin que genera una salida on-off.

SENSOR DE HUMEDAD (HIGRMETROS)

Estn compuestos por un sustrato cermico aislante sobre el cual se deposita una matriz de electrodos. Estos electrodos se cubren con una sal sensible a la humedad embebida en una resina (polmero). La resina se recubre entonces con una capa protectora permeable al vapor de agua. A medida que la humedad penetra la capa de proteccin, el polmero resulta ionizado y estos iones se movilizan dentro de la resina aumentando su conductividad. El porcentaje de humedad relativa del ambiente puede se obtiene por medio de un transductor resistivo. Para ello se emplean tanto mtodos basados en corriente continua (puente de Wheatstone) como alterna (frecuencia resonancia de un circuito RC). SENSOR DE PROXIMIDAD Transductor inductivo (variacin de reluctancia): La reluctancia puede entenderse como la resistencia de un medio al paso de la corriente magntica, es decir, a que lo atraviesen las lneas de fuerza de un campo magntico. Esta magnitud depende de las caractersticas del material o medio que atraviesen las lneas de campo magntico y puede registrar variaciones simplemente con que los objetos inmersos en un campo magntico se desplacen unos respecto de otros. Esta variacin de la reluctancia puede originar cambio en la resistencia elctrica del material de que est compuesto el sensor y permitir la deteccin del movimiento que la origin. Ultrasonido (El transductor convierte sonido en voltaje): Los ultrasonidos son antes que nada sonido, exactamente igual que los que omos normalmente, salvo que tienen una frecuencia mayor que la mxima audible por el odo humano. sta comienza desde unos 16 Hz y tiene un lmite superior de aproximadamente 20 KHz, mientras que nosotros vamos a utilizar sonido con una frecuencia de 40 KHz. A este tipo de sonidos es a lo que llamamos Ultrasonidos.

El funcionamiento bsico de los ultrasonidos como medidores de distancia se muestra de una manera muy clara en el siguiente esquema, donde se tiene un receptor que emite un pulso de ultrasonido que rebota sobre un determinado objeto y la reflexin de ese pulso es detectada por un receptor de ultrasonidos.

La mayora de los sensores de ultrasonido de bajo costo se basan en la emisin de un pulso de ultrasonido cuyo lbulo, o campo de accin, es de forma cnica. Midiendo el tiempo que transcurre entre la emisin del sonido y la percepcin del eco se puede establecer la distancia a la que se encuentra el obstculo que ha producido la reflexin de la onda sonora.

Sensores de proximidad pticos (transductor convierte luz en voltaje): Los sensores de proximidad pticos son similares a los sensores ultrasnicos en el sentido de que detectan la proximidad de un objeto por su influencia sobre una onda propagadora que se desplaza desde un transmisor hasta un receptor. Este sensor est constituido por un diodo emisor de luz de estado slido (led), que acta como un transmisor de luz infrarroja y un fotodiodo de estado slido que acta como el receptor.

SENSOR DETECTOR DE METALES Transductor inductivo (corrientes de Foucault) :El principio de funcionamiento se basa en la generacin de un campo electromagntico de alta frecuencia, que es producido por una bobina resonante. La bobina forma parte de un circuito oscilador, que en condiciones normales, es decir, cuando no hay en las proximidades objetos metlicos que alteren el campo magntico, genera una seal senoidal. Cuando un metal se aproxima al sensor, ste absorbe parte de la energa del campo magntico invirtindola en generar las corrientes superficiales denominadas de Foucault, disminuyendo la amplitud de la seal generada por el oscilador. La variacin de la amplitud de la seal de salida del sensor es convertida en una seal continua, que comparada opcionalmente con un valor referencial, permite entregar un valor de salida del tipo on-off que indica la deteccin de proximidad por parte del sensor.

SENSOR DE INCLINACION (Transformadores diferenciales (LVDT)) El transformador lineal de voltaje diferencial (LVDT) es un dispositivo comnmente utilizado para medir desplazamiento lineal cuyo transductor es inductivo. Todos los LVDTs consisten en una bobina estacionaria y un ncleo que puede desplazarse libremente en su interior. La bobina estacionaria est dividida en tres secciones: una bobina primaria central (C) y dos bobinas secundarias laterales izquierda (I) y derecha (D) - con sus espiras enrrolladas en sentidos inversos. El ncleo es de un material altamente magntico y de longitud inferior al conjunto de las bobinas para que pueda desplazarse linealmente en su interior. Cuando se aplica una seal alterna a la bobina central, se inducen corrientes en las bobinas laterales a travs del ncleo magntico. Cuando ste se encuentra en posicin central las corrientes inducidas en las bobinas secundarias son iguales pero en fases que difieren en 180, dados los sentidos de arrollamiento inversos de sus respectivas espiras. As pues, uniendo las dos bobinas laterales se

conseguir que ambas corrientes se cancelen y que con el ncleo en posicin central no se registre seal alguna en la salida del LVDT. Cuando el ncleo magntico se desplaza hacia uno de los extremos de su recorrido, la corriente inducida en la bobina secundaria correspondiente es mayor que la de la otra bobina, dado que el acoplamiento inductivo es mayor. Como consecuencia de este comportamiento, en la salida del LVDT se obtendr una corriente elctrica de intensidad y sentido proporcionales al desplazamiento del ncleo magntico del sensor.

SENSORES ELECTROMAGNTICOS: Se trata de dispositivos que basan su comportamiento en la relacin existente entre electricidad y magnetismo, en que los campos elctrico y magntico se inducen mutuamente segn una serie de leyes enunciadas por Faraday y Lenz, entre otros: Basados en la ley de Faraday: Un ejemplo ilustrativo de la ley de Faraday es el de una espira cuadrada que atraviesa una regin donde existe un campo magntico uniforme. Es este caso se pueden observar los siguientes comportamientos: Cuando la espira se introduce en el campo magntico, se produce una f.e.m. (fuerza electromotriz) que se opone al incremento del flujo del campo magntico a travs de dicha espira y ello tiene como consecuencia la aparicin de una corriente elctrica entre los terminales de la espira. Cuando la espira est introducida en dicha regin, el flujo es constante y no se produce f.e.m. alguna Cuando la espira sale de dicha regin, el flujo a travs de la espira disminuye y se produce una f.e.m. que se opone a la disminucin de flujo con la consiguiente corriente elctrica de sentido inverso a del primer

Basados en el efecto Hall: En un conductor, por el que circula una corriente, en presencia de un campo magntico perpendicular al movimiento de las cargas, aparece una separacin de cargas que da lugar a un campo elctrico en el interior del conductor perpendicular al movimiento de las cargas y al campo magntico aplicado. Los sensores de efecto Hall se basan en este principio para producir pequeas variaciones de voltaje cuando el metal en cuestin se desplaza por el interior del campo magntico. Se emplean especialmente para detectar movimiento sin contacto, por ejemplo en algunos tipos de teclados de altas prestaciones.

SENSORES DIGITALES Este tipo de sensores se caracterizan porque su seal de salida es directamente utilizable por un dispositivo digital, sin adaptaciones ni conversiones.

Codificadores de posicin

Tambin denominados encoders, son dispositivos que transforman un desplazamiento o rotacin en una informacin digital de valor numrico proporcional al citado desplazamiento. Dependiendo del tipo de aplicacin, puede resultar necesario conocer la posicin del elemento mvil (cursor o eje giratorio) o simplemente su desplazamiento respecto de la ltima posicin referenciada. Ello da lugar a dos tipos de codificadores. Incrementales o relativos: Un detector incremental simplemente informa al sistema digital de que se produce un desplazamiento o rotacin en el elemento mvil, aportando informacin de la cuanta del mismo. Dependiendo de la aplicacin se proporcionar informacin del sentido de desplazamiento o no. Un ejemplo de codificador de posicin digital incremental sin informacin de direccin puede ser un sensor del giro de una rueda para un sistema ABS (Antilock Braking System) cuyo cometido consiste en impedir que el sistema de frenos acte con demasiada fuerza sobre la rueda con el consiguiente bloqueo de la misma y prdida de direccionabilidad del vehculo. En este caso, solamente es necesario conocer la velocidad de giro de la rueda y es indiferente que sta gire hacia delante o hacia atrs, con lo cual el sensor solamente proporcionar una cantidad fija de pulsos por vuelta cuya frecuencia indicar la velocidad de giro de la rueda. En caso de que resulte de inters conocer el sentido de desplazamiento del elemento mvil (por ejemplo en un sistema de posicionamiento en coordenadas relativas) el sensor puede entregar la informacin con dos bits: uno que indicar el sentido de giro y otro que equivaldr al visto anteriormente donde el desplazamiento es codificado mediante pulsos. Absolutos: En caso de que resulte necesario conocer la posicin absoluta del elemento mvil (por ejemplo en el posicionamiento de una articulacin de un robot) la informacin ofrecida por el sensor de posicionamiento puede consistir en la codificacin en binario con un determinado nmero de bits del ngulo de giro del elemento mvil.

APLICACIONES Aplicacin 1 Indicador simple de presencia lumnica con sensor fotovoltaico:

El circuito funciona de la siguiente manera: El sensor fotovoltaico (celda solar) produce voltaje al incidir sobre el energa lumnica, al producirse este voltaje el led encender. La intensidad lumnica del led corresponder de manera directamente proporcional a la cantidad de luz recibida por la celda. La resistencia impide un aumento descontrolado de corriente.

Aplicacin 2 Medidor del nivel de ruido:

El circuito funciona de la siguiente manera: La seal de audio tomada del ambiente es sensada por el micrfono y luego amplificada unas 200 veces para poder actuar sobre el circuito indicador de nivel LM3914. Esta seal se puede regular o ajustar su sensibilidad por medio del potencimetro de 25 K OHM de acuerdo al nivel deseado. Luego el circuito indicador de nivel nos mostrar en los led de color verde, amarillo y rojo el nivel de decibeles o ruido y activar el buzzer solo cuando se llegue al nivel mximo (rojo). Si se coloca el buzzer dentro de la misma caja donde est el micrfono habr una retroalimentacin que causar que quede siempre acte el buzer hasta tanto no le demos reset con el pulsador y volvamos a esperar otra activacin.

Aplicacin 3 Detector de humedad:

Se configura un oscilador con el LM555. Se abre la lnea que conduce entre el pin 7 y 6 que est conectada al pin de disparo. Al quedar en el aire la lnea ve una alta resistencia, la cual es la del aire y por tanto quedar encendido un led al azar. Bajamos esta resistencia con un material hmedo, el cual tendr en paralelo la resistencia del aire con la del material hmedo. Este material puede ser arena, la piel, o el que se nos ocurra. Al ocurrir esta disminucin en la resistencia, se logra poner a oscilar el LM555 y se puede visualizar en los diodos led. La velocidad de oscilacin ser proporcional al grado de humedad del material a medir, es decir cunto ms hmedo, ms rpido ser la oscilacin.