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Departamento de Ciencias de la Energa y Mecnica - ESPEDocumento preparado por

Luis Echeverra Y.

ndice Seales. Caracterstica Esttica Caracterstica Dinmica Impedancia

SENSORES PRIMARIOS Sensores primarios: Par bimetlico Sensores primarios: Manmetro de Bourdon Sensores primarios: Manmetro de membrana Sensores primarios: Medicin de flujo y caudal Sensores primarios: Fluxmetro de Pitot Sensores primarios: Fluxmetros de Obstruccin Sensores primarios: Rotmetro Sensores primarios: Turbina Sensores primarios: Medicin de nivel Sensores primarios: Fuerza, Par y Torque

SENSORES RESISTIVOS Sensores resistivos: Potencimetro Sensores resistivos: Galga extensiomtrica Sensores resistivos: RTD Sensores resistivos: Termistor Sensores resistivos: Magnetoresistencias

Preparado por Luis Echeverra Ynez - DECEM PAG No. 2

Sensores resistivos: Fotorresistencias Sensores resistivos: Higrmetros resistivos Sensores resistivos: Resistencias detectoras de gases.

SENSORES REACTIVOS Sensores reactivos: Condensador variable Sensores reactivos: Condensador diferencial Sensores reactivos: Reluctancia variable Sensores reactivos: Corriente de Foucault Sensores reactivos: Transformadores diferenciales (LVDT) Sensores reactivos: Sincros Sensores reactivos: Resolver Sensores reactivos: Inductosyn Sensores reactivos: Magnetoelsticos Sensores reactivos: Efecto Wiegand. Sensores reactivos: Tacogeneradores Sensores reactivos: De velocidad lineal. Sensores reactivos: Caudalmetros electromagnticos Sensores reactivos: Efecto Hall.

SENSORES GENERADORES Sensores generadores: Termopares o termocuplas. Sensores generadores: Piezoelctricos


Sensores generadores: Piroelctricos. Sensores generadores: Fotovoltaicos. Sensores generadores: Electroqumicos.


SISTEMA DE CONTROL MAQUINA Y/O PROCESO

.

SensorAcondicionamiento de sealTransmisinAdquisicin de datos

A/D Transmisin Acondicionamiento de sealSeales

Actuador

Sistema Automtico


El Instrumento en un sistema Mecatrnico


Las maquinarias y procesos son fuentes de seales de diferente naturaleza:

Temperatura Presin Caudal Posicin Nivel, etc.

Las seales son importantes siempre y cuando lleven consigo informacin. La informacin se encuentra en:

La magnitud Forma de onda Mximos y mnimos Tasas de variacin Frecuencia Ancho de banda, etc.

Seales


Analgicas

Discretas

Continuas

Dominio del tiempo

Dominio de la frecuencia

Digital

Digital binaria / ON-OFF

Tren de pulsos

Seales


InstrumentoI O

Temperatura Dilatacin

Termmetro de mercurio(sensor)

Voltaje

corriente

Velocidad angular

Motor elctrico(actuador)

Modelo de sistema de un instrumento


La entrada de un sistema se encuentra relacionada con la salida del mismo, esta relacin se puede expresar en trminos de:

Una funcin algbrica (O = f(I)) Un grafico que representa la salida (O) versus la entrada. Un diagrama de la funcin

A esta relacin se la conoce como CARACTERISTICA ESTATICA

Caracterstica esttica

Un sencillo sensor de peso, con un resorte de constante k

Peso (F)marcador

Peso (F)

desplazamiento (y)

F=K.y

y=F/K

y

F


Velocidad angular (W rpm)

Voltaje (Va)

Motor elctrico de DC


Formas de transduccin entre fenmenos


Deber No.1:

Consulte en el internet 3 sensores (para cualquier variable) indique cuales son la entrada, salida y la relacin entre estas dos variables, para cada uno de ellos

RECUERDE QUE TODA CONSULTA SERA CONSIDERADA Y PREGUNTADA EN LA EVALUACION


La posibilidad de relacionar la entrada con la salida de un instrumento y la ecuacin o grfico es lo que se conoce como la caracterstica esttica del instrumento.La caracterstica esttica involucra los elementos sistmicos de un instrumento los cuales son:

a) Rango. Se especifica por los valores mnimos o mximos de la entrada y la salida.

y(O)

F (I)Fmax (Imax)Fmin (Imin)

Ymin(Omin)

Ymax(Omax)

Elementos de la caracterstica esttica


aKIIO

KIOaIIOOK

aKIIOiIO

+=

=

=

+==

)(

)()(

minmin

minmax

minmax

b) Alcance. Es la mxima variacin de la entrada o la salida. Entonces el alcance de entrada es Imax Imin y de salida es Omax - Omin

c) Forma de la relacin I-O. La relacin I-O puede ser:

lineal

I

O

ImaxIminOmin

Omax


100)(max

)()(

)()()()()()(

minmax0

0

=

=

++=

+==

=

OOnnl

INn

INaKIIO

INIOiIOIOiIOIN

oon i

i

oi

on

N(I) es la curva de ajuste de la no linealidad

no lineal


=

=

=

=

=

)(

100

)(max)()()(

minmax

IO

OOhh

IHh

IOIOIHooh

oo

sb

sb

d) Histresis. Un instrumento presenta histresis cuando la relacin entrada - salida no es la misma si se la desde Imin a Imax que desde Imax a Imin.

oios

obh

H(I) es la curva de histresis

KI+a+Ns(I) para la subidaKI+a+Nb(I) para la bajadai


KdIdOsens

aKIIOi

==

+=)(

dtIdNK

dIdOsens

INaKIIOi)(

)()(

+==

++=

e) Sensibilidad. Es la tasa de cambio de la salida con respecto a la entrada.

Para un sensor lineal: Para un sensor no lineal:

f) Efecto medioambientales. En general los instrumentos responde no solo a las entradas normales de seal, sino tambin a seales ajenas al proceso de medicin. Los efectos medioambientales se clasifican en:

Modificantes Interferentes


MM

MM

IKKKIKK

KKK

+==

+=

Los efectos modificantes alteran la constante K:

K

KBajo los efectos de la seal modificante la respuesta O(I) del instrumento ser:

)()(

)()()()()(

INaIIKKIIO

INaIIKKIOINaIKIO

MM

MM

+++=

+++=

++=


Los efectos interferentes alteran la constante a:

a

a

II

II

IKaaIKa

aaa

+==

+=

Bajo los efectos de la seal interferente la respuesta O(I) del instrumento ser:

)()(:

)()(

INIKaKIIOentonces

IKaaINaKIIO

II

II

+++=

+=++=


Un instrumento expuesto a ambos fenmenos presentara una caracterstica esttica similar a la siguiente:

IIMM

IIMM

IIMM

IIMM

IKIIKINaKIIO

INIKaIIKKIIOINIKaIIKKIO

entoncesIKaaIKKK

INaIKIO

++++=

++++=

++++=

+=+=++=

)()(

)()()()()(

:''

)()(

KM y KI conocen como constantes de acoplamiento medioambiental modificatorio e interferente respectivamente.


g) Resolucin. Representa el mas pequeo incremento de la entrada que entrega una respuesta. Si un sensor responde con una salida para cualquier valor de entrada se dice que tiene una resolucin infinita. Cuando el incremento de la entrada se produce a partir de cero, se suele llamar umbral a la resolucin.

h) Errores. El error se presenta con respecto a un patrn de medida. Hay principalmente dos tipos de errores importantes en los instrumentos: sistemticos y aleatorio.En el sistemtico es conocido e incluso fcil de cuantificar y contrarrestar, en muchos casos este error. En los aleatorios su origen es muchas veces desconocido, difcil de compensar y se lo trata estadsticamente. Los errores llevan a expresar la salida en funcin de bandas de error.

O(I)real=O(I) error

IImaxOmin

OmaxO

Imin

hhoideal

i


Deber No.2:

Realice todos los ejercicios de Caracterstica esttica del libro de Bentley 4ed Realice tres ejercicios de Caracterstica esttica del compendio de ejercicios. Consulte los siguientes trminos:

Sensores activos y pasivos Precision, repetibilidad y reproducibilidad. Tolerancia Incertidumbre en la medicin. Deriva de cero y deriva de sensibilidad Respuesta frecuencial respuesta en frecuencia Estabilidad.

RECUERDE QUE TODA CONSULTA SERA CONSIDERADA Y PREGUNTADA EN LA EVALUACION


Ningn instrumento o sistema responde instantneamente a un cambio en las condiciones de la entrada.

El tiempo que le toma responder a un cambio depende principalmente de la estructura interna del instrumento.

La caracterstica dinmica se encuentra descrita en funcin del tiempo.

Se expresa con mucha frecuencia la caracterstica dinmica en trminos de la funcin de transferencia de un sistema, lo que involucra un conocimiento profundo del comportamiento fsico matemtico del instrumento.

Introduccin


IO

t

t

i1

i3

i2

t1 t2

o1

o3

o2

t1 t2

i1 i3i2

o1

o3o2

I

O

Respuesta Dinmica

(transitorio)

Respuestas estticas

IDEAL

REAL


El anlisis de la respuesta dinmica de un sistema puede ser realizado utilizando las ecuaciones que permiten expresar tanto entrada como salida en el tiempo:

O(t) e I(t)

Estas ecuaciones pueden ser tan sencillas como algbricas o muy complejas como un sistema de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Todo depender de la complejidad del instrumento.

La funcin de transferencia es la relacin de O/I, expresada en el espacio de la variable de Laplace s y denotada por G, segn la ecuacin:

)()()(

sIsOsG = s es la variable compleja de Laplace

Funcin de Transferencia


Consideremos el siguiente modelo que representa a un sensor de fuerza:

k

c

F

x

M

En el modelo indicado se aplica la fuerza F sobre un elemento de masa despreciable M, que se encuentra acoplado a una base fija mediante un resorte de constante k y un amortiguador de constante c. El elemento de masa despreciable como resultado de la fuerza aplicada se desplaza a lo largo del eje x.

La ecuacin que gobierna el funcionamiento es:


La ecuacin que gobierna el funcionamiento es:

00

0

Fx MaM

FxF Fk FcFk Fc F

dxFk kx Fc cdt

dxkx c Fdt

=

= =+ =

= =

+ =

Fk = fuerza en el resorteFc = fuerza del amortiguamiento

F y x son funciones del tiempo cuyo comportamiento determinara la caracterstica esttica del sensor


kc

sk

skck

scksFsXsG

sFcsksXsFscsXskX

Fdtdxckx

=

+=

+=

+==

=+

=+

=+

1/1

1

/11)()()(

)())(()()()(

)()( LL

sksG+

=1

/1)(

Aplicando la transformacin de Laplace a ambos lados de la ecuacin tenemos:


F(s) X(s)

La forma de la seal de entrada puede variar como:

I

t

A

t

AI I

t

m

escaln o paso pulso rampa

Estas funciones de entrada pueden expresarse en el tiempo y mediante Laplace de las siguientes formas:


sAsI

tsiAtsi

tI

=

>>>>>>R


Cuarto de puente

Medio puente

Puente completo


Circuitos de acondicionamiento e galgas (Mecatrnica)


Ubicacin de las galgas en los diferentes tipos de celdas de carga


Compensacin de temperatura con galga pasiva


Deber No.11:

1) Demuestre que una galga pasiva puede evitar la dependencia que presenta este sensor cuando es afectado por la temperatura.

2) Resuelva cuatro problemas sobre galgas y celdas de carga del compendio de ejercicios.


Resistencias detectoras de temperatura (RTD)

Son sensores de origen metlico fundamentados en el principio de variacin de resistencia por cambio de temperatura.

Su funcionamiento se rige por la ecuacin de Callendar-Van Dusen:

2

1 . . 1 . 10 100 100 100 100

R T T T TTR

= +

Aunque es muy utilizada su aproximacin lineal:

R = R0(1 + T )

El sensor presenta una caracterstica esttica lineal bastante clara.


Los coeficientes A, B y C (, y ) para un RTD de platino, de acuerdo al estndar IEC 751-2 (ITS90) son:

A = 3.9083 x 10 3 C 1 B = 5.775 x 10 7 C 2 C = 4.183 x 10 12 C 3

Mediante en conocimiento de la resistencia de un sensor a 0C y 100C y en base a la aproximacin lineal del mismo podemos calcular , as:

0R1000R100R

=


Los RTDs se construyen de dos formas, con alambre o delgadas cintas de metal (film), como se observa en las figuras.


Material Rango (C)

Comentario

Cobre -200 a 260 0.00427 Bajo costo

Molibdeno -200 a 200 0.003000.00385

Alternativa de bajo costo al platino en pequeo rango.

Nquel -80 a 260 0.00672 Bajo costo, limitado rango de temperatura

Nquel - Hierro -200 a 200 0.00518 Bajo costo

Platino -240 a 660 0.003850.00392 Buena precisin

Materiales.


Instalacin del RTD y de los sensores de temperatura


ab

a

b

Nmero de cables de conexin de los RTD y su forma interna


Tubos de proteccin o Thermowell


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Cabezas

Bloque de terminales

Neplos, roscados y uniones

Otros accesorios


Configuraciones finales


Un RTD comercial


Deber No.12:

1) Resuelva tres ejercicios relacionados con RTDS del compendio de ejercicios


Es un sensor resistivo de temperatura de materiales semiconductores (estado slido). Los termistores pueden ser sensores de temperatura de coeficiente positivo (PTC) o de coeficiente negativo (NTC). Los NTC son principalmente usados como sensores y los PTC en control electrnico. Los estndares aplicables al PTC son EN 60738-1, IEC 60738-1, DIN 44081 y DIN 44082

Termistor (THERMally sensitive resISTOR )

NTC

PTC


Caracterstica esttica del PTC

RPTC=f (TPTC)

RN es la resistencia medida a temperatura TN.

Rmin es la resistencia a temperatura Tmin

Rref es la resistencia de referencia que se presenta a una Tref.

1T2T

)1R2Rln(

1T2T)1Rln()2Rln(

=

=

Zona de uso deltermistor

)1T2T(e1R2R =


Materiales y fabricacin del PTC

Mezclas de carbonato de bario, oxido de titanio, titanatos de estroncio, bario , plomo o silicio, que cumplen con las caractersticas trmicas y elctricas deseadas son pulverizadas y comprimidas en discos, arandelas, barras, tabletas rectangulares o cilindros, dependiendo de la aplicacin, sinterizndolas a temperaturas menores a 1400 C, para posteriormente aadirles los contactos dependiendo de la presentacin y aplicacin para finalmente recubrirles o colocarles una carcasa


Termistores NTC

El NTC esta compuesto de xidos metlicos, de los cuales, los xidos ms comnmente usados son de manganeso, nquel, cobalto hierro, cobre y titanio. La fabricacin de los termistores usa tecnologa de manejo de cermicas y bsicamente el proceso consiste en mezclar dos o mas xidos metlicos y compactarlos en funcin de la geometra que se desea, luego se seca y se sinteriza a alta temperatura. Variando los tipos de xidos, sus proporciones y la atmsfera de sinterizacin se pueden alcanzar un amplio rango de resistividades y coeficientes de temperatura. El NTC funciona en base al aumento de portadores, al romperse enlaces moleculares y atmicos, como resultado del aumento en la temperatura.

El rango operativo del NTC se encuentra entre los 50C y 150 C para un buen numero de sensores, y hasta 300 C para sensores en bulbo de vidrio.


El valor de la resistencia del NTC (nominal), por lo general esta referida a 25 C

)0T1

T1(B

0eRR

=

R0 es la resistencia a una temperatura de referencia T0 (en kelvin) o B es la temperatura especifica del material y su valor esta entre 2000 y 5000 K

3))R(ln(C)Rln(BAT1

++= Ecuacin de Steinhart Hart

Aproximacin exponencial


Tipos de NTC (por fabricacin)

Burbuja

Probetas y rodillos


Termistores NTC de contactos metalizados


Algunas aplicaciones del termistor

Termostato

Sensor de flujo

Sensor de nivel ON/OFF


Deber No.13:

1) Resuelva tres ejercicios relacionados con termistores del compendio de ejercicios


Si aplicamos un campo magntico a un conductor por el que circula una corriente elctrica, dependiendo de la direccin del campo, adems de la tensin Hall hay una reduccin en la corriente por el desvi de electrones por el campo.En la mayora de conductores el efecto es de segundo orden pero en los materiales anistropicos, como en los elementos ferromagnticos este efecto es muy acusado, con variaciones del 2% al 5%.La relacin de la resistencia a la variacin del campo es cuadrtica

Como materiales de fabricacin se utiliza principalmente el permaloy (aleacin de hierro y nquel). El material se lo deposita en un sustrato de vidrio.

Magnetoresistencias


Las aplicaciones se encuentran entre la medicin de campo magntico y aplicaciones indirectas.


Fotorresistencias (LDR)

Estos sensores estn basados en la variacin de resistencia de un semiconductor por incidencia de radiacin ptica (radiacin electromagntica de longitud de onda entre 1mm y 10 nm)

La relacin entre la resistencia de un fotoresistor y la iluminacin E (densidad superficial de energa recibida expresada en luxes), es fuertemente no lineal y su modelo simple es:

R=AE

Donde A y dependen del material y de la forma de fabricacin. Par el SCdel valor de esta entre 0.7 y 0.9


Higrmetros resistivos

El sensor de humedad resistivo es una oblea delgada de polmero absorbente que tiene a los lados dos peines de metal o carbono, como contactos.

El dispositivo tiene 10 mm de largo por unos 8 de ancho. Se puede adquirir solo, o con la electrnica de procesamiento

Lo que se mide, en el sensor, es simplemente la resistencia elctrica a travs de la superficie del polmero, que cambia con el contenido de agua. Este sensor, necesita una tensin de excitacin alterna, no por la medicin, sino para evitar la destruccin del polmero por causa del efecto electroltico


Deber No.14:

1) Resuelva tres ejercicios relacionados con magnetoresistencias, fotorresistencias e higrmetro s resistivos del compendio de ejercicios


nkTAE

OpAe1

2=

Resistencias detectoras de gases

A alta temperatura, la conductividad volumtrica o superficial de algunos xidos semiconductores varan en funcin de la concentracin de oxigeno del ambiente en el que estn, debido a la presencia de defectos en la estructura cristalina, con un dficit de tomos de oxigeno. Al aumentar la temperatura el O2 absorbido se disocia y sus electrones neutralizan el exceso de metal y reducen la conductividad. La relacin entre la conductividad volumtrica y la presin parcial de oxigeno pO2 a temperaturas superiores a 700 C es:

Donde A es una cte, EA es la energa de activacin para la conduccin, y n es una cte que depende del tipo de defecto predominante en el material y que determina el equilibrio entre este y el oxigeno. Para el TiO2 esta entre -4 y -6.


Una limitacin de estos sensores es que no pueden emplearse para medidas de gases en soluciones acuosas por que el agua y las sales se difunden en el semiconductor y afectan a su conductividad.

Ventajas de esta forma de sensar es el bajo costo de los xidos y las tcnicas para procesarlos, su alta sensibilidad, pequeo tamao, alta fiabilidad y robustez.

Algunos materiales que se utilizan son TiO2, ZnO, Fe2O3, WO3, MgCr2O4y Co3O4.

La alta temperatura se obtiene con un calefactor de platino dentro o alrededor del sensor, o impreso en el dorso de la base de cermica que sustenta al sensor


SENSOR DE OXIDO DE ESTAO

Hay sensores para detectar H2, CH4, C4H10, CO y gases de alcoholes. Se aplican en la deteccin de fugas de gases, procesos de fermentacin, control de la calidad del acondicionamiento de aire y ventilacin, alarmas contra incendios, etc.


Sensor Fenmeno directo Condensador variable Condensador diferencialHigrmetro capacitivo Reluctancia variable Corriente de Foucault Transformadores diferenciales (LVDT)

DesplazamientoDesplazamientoHumedadDesplazamientoDesplazamientoDesplazamiento

Sincros Desplazamiento Resolvers Dsplazamiento Inductosyn Desplazamiento Magnetoelasticos Esfuerzo, deformacin Efecto Wiegand Desplazamiento, campo magnetico Tacogeneradores Tacometro De velocidad lineal Caudalmetros electromagnticos Efecto Hall

VelocidadCaudalDesplazamiento


dAC ro=

d

C = capacidad del condensadoro =constante dielctrica del vacior =constante dielctrica relativa del materialA = rea transversal de la placa.d =distancia entre placas

Planteamiento general de sensores capacitivos

++++++++++++

E+

E

E+ + E= 0

E

E+ E+= /20

E= /20

E= /0

d

E+ + E= 0

A


++

++ 2ln11ln1

dal

dlaC ro

Considerando el efecto de borde tenemos:


( )2211 AAdCo

+=

1221

21

ddAC o

+=

1 2

A1 A2

12

d1d2

Estructuras de condensadores planos importantes en Instrumentacin


)ln(2

12

rrrohC =

2r1

2r2

h

2r

h

h1

h2 1

2

d

)1ln(22211

rdohhC

+

=

Estructuras de condensadores cilndricos importantes en Instrumentacin


o r

dCx ah

=

Sensor capacitivo

o rahx dC

= ( 1)

=

o r

o r

ah Cdxh

Placa del capacitor

a

h

dx

xd

x

d


Diferentes formas de sensores capacitivos

Deber No.15: Halle las caractersticas estticas para cada uno de los sensores de esta pgina


sensor de presin capacitivo galga extensiomtrica capacitiva

medidor de composicin de lamezcla gasolina-etano inclinmetro diferencial capacitivo

Aplicaciones del sensor capacitivo


Sensor de presin capacitivo


sensores capacitivos de nivel


Ventajas de los sensores capacitivos

Error por carga mecnica mnimo. No errores por friccin o histresis. No se necesita mucho esfuerzo para desplazar la parte mvil. Como las placas tienen poca masa la inercia es mnima. Estabilidad y repetibilidad elevadas. Alta resolucin.

Los valores habituales de C suelen estar entre los 1 y 500 pF. La frecuencia de alimentacin suele ser superior a 10 kHz


xdAC ro

+=

1

El sensor capacitivo diferencial

dx

d

xdAC ro

=

2

Los sensores capacitivos diferenciales se emplean para medir desplazamientos entre 10-13 y 10 mm, con valores de capacidad del orden de 1 a 100 pF


Otras formas de sensores capacitivos diferenciales


El sensor capacitivo de humedad relativa consiste en una capa delgada de polmeros o materiales inorgnicos absorbentes, sobre una base conductora. La capa se cubre con una lamina conductora porosa. A medida que aumenta la humedad relativa aumenta el contenido de agua en el polmero.

El agua tiene una constante dielctrica alta. Esto significa puede almacenar mucha carga elctrica. Esta capacidad elctrica se puede medir mediante la aplicacin de voltaje AC a travs de las placas y la medicin de la corriente que pasa.

Higrmetros capacitivos


Tenga en cuenta que el polmero o material inorgnico (a menudo de xido de aluminio) slo desempea un papel indirecto en la medicin: es la abundancia de molculas de agua lo que se mide.

El sensor es normalmente de 7 x 4 x 0,5 mm de grosor.

El principio es bastante simple, pero hay una larga historia de desarrollo de sensores resistentes a los contaminantes del aire, o inmersin en agua lquida

Los sensores capacitivos tienen una seria limitacin, el cambio en la capacidad es pequea comparada con la capacidad de los cables de conexin del dispositivo. Esto significa que el acondicionamiento debe hacerse cerca del sensor.

El acondicionamiento de los sensores capacitivos de humedad, al igual que otros detectores del mismo tipo se lo hace normalmente por puentes de impedancias o a travs de osciladores.


PLANTEAMIENTO GENERAL DE LOS SENSORES INDUCTIVOS

La inductancia se expresa como:

donde N es el numero de vueltasde la bobina, i la corriente y el flujo magntico

didNL =

El flujo magntico viene relacionado con la fuerza magnetomotriz M y la reluctancia Rcomo:

RNi

RM

==

Entonces:

RNL

2

=


Para una bobina de seccin A y longitud l, R viene dada por:

Al

Al

AlR

roo

o

oro 111

+=

Si el circuito magntico incluye tramos de material ferromagntico y tramos de aire la reluctancia R es:

0

0

00

11Al

AlR

r +=

Donde A0 es el rea de aire y l0 su longitud


00 r

R1

R2

R3

R4

R0

l1,A1

l2,A2

l3,A3

l4,A4

l0,A0

0

0 0 0 0 0 0

1 2 3 41 2 3 4r r r r

l l l l lRA A A A A

= + + + +


Sensor de reluctancia variable


l2l

l

ll

l

ax o

or

r

r

r

r

r

rr

lL

laNx

llaRx

lxlaR

lxla

R

lal

laxR

lal

lal

laxR

52

52

102

1021

10121

614121

20

0

0

0

00

000

=

=

+=

+=

+=

++=


La aplicacin de una inductancia variable esta sujeta a serias limitaciones: Los campos magnticos parsitos afectan a L. La relacin entre L y R no es constante sino que varia hacia los

extremos del dispositivo pues el campo no es uniforme. El flujo magntico disperso es mayor que el flujo elctrico disperso en

los conductores. esto limita el alcance de medidas para una longitud determinada y es una fuente de interferencias.

La temperatura de trabajo debe ser inferior a la de Curie.

Entre las ventajas se cita: Les afecta poco humedad ambiental y otros contaminantes. Alta sensibilidad.

Entre los materiales tenemos: Con nucleo de aire se puede trabajar a altas frecuencias pero su

variacin de inductancia pequea.


Con ncleos ferromagnticos, la frecuencia de trabajo no puede rebasar unos 20 kHz


Aplicaciones

Adems de sensor de desplazamiento lineal y angular tenemos las siguientes aplicaciones:

presinespesor


La impedancia de una bobina por la que circula una corriente alterna si se introduce una superficie conductora dentro de su campo magntico. Ello es debido a que se inducen corrientes de Foucault, en la superficie, que crean su propio campo magntico, opuesto al de la bobina. Cuando mas prximo estn la bobina y la superficie, mayor es el cambio de impedancia.

Para emplear este fenmeno en los sensores, el espesor del material donde se inducen las corrientes debe ser lo suficientemente grande comparado con la profundidad de penetracin de aquellas y viene dada por:

Sensores basados en la corriente de Foucault


f1

=

donde: es la conductividad del material, su permeabilidad y f la frecuencia de la corriente


La ventaja de estos sensores es que no requiere de materiales ferromagnticos para su funcionamiento


El transformador diferencial variable lineal es un dispositivo de sensado de posicin que provee un voltaje de salida de AC proporcional al desplazamiento de su ncleo que pasa a travs de sus arrollamientos. Los LVDTs proveen una salida lineal para pequeos desplazamientos mientras el ncleo permanezca dentro del bobinado primario. La distancia exacta es funcin de la geometra del LVDT.

El LVDT es parecido a cualquier otro transformador, el cual consta de un bobinado primario, bobinado secundario y un ncleo magntico. Una corriente alterna, conocida como la seal portadora, se aplica en el bobinado primario.

Transformadores lineales variables (LVDT)


Dicha corriente alterna en el bobinado primario produce un campo magntico variable alrededor del ncleo. Como en cualquier transformador, el voltaje de la seal inducida en el bobinado secundario es una relacin lineal del nmero de espiras. La relacin bsica del transformador es:

in

out

in

out

NN

VV

=

Donde:Vout=Voltaje de salidaVin=Voltaje de entradaNout=Numero de espiras de salidaNin=Numero de espiras de entrada.


Cuando el ncleo de hierro se desplaza a lo largo del transformador , las espiras cercanas son afectadas por el ncleo provocando un nico voltaje de salida.

El LVDT indica la direccin de desplazamiento debido a que las salidas de los dos bobinados secundarios se encuentran mutuamente balanceadas. Los bobinados secundarios se conectan en sentido opuesto, as, cuando el mismo campo magntico variable se aplica a ambos bobinados secundarios, sus voltajes de salida tienen igual amplitud pero diferente


signo. Las salidas de los dos bobinados secundarios se suman, simplemente conectando los bobinados secundarios a un punto comn de centro.


El LVDT presenta una relacin lineal entre el voltaje y el desplazamiento siempre y cuando el ncleo se exponga a todas las espiras del bobinado primario.


Construccin de los LVDTs


Ventajas y desventajas del LVDT

Ventajas: Relativamente bajo costo por su popularidad. Slido y robusto, capaz de trabajar en ambientes difciles. No hay resistencia por friccin ya que el ncleo se desplaza sin topar las

bobinas lo que determina una infinita vida de servicio. Alta resistencia al ruido por sus seales altas y alta impedancia elctrica

de salida. Histresis despreciable Resolucin tericamente infinitesimal. Realmente, la resolucin en el

desplazamiento esta limitada por la resolucin de los amplificadores y medidores de voltaje usados para procesar la seal de salida.

Pequeo tiempo de respuesta, simplemente limitado por la inercia del ncleo de hierro y el tiempo de respuesta de la electrnica de acondicionamiento.

No se produce un dao permanente si el LVDT excede su rango de medida.Desventajas: El ncleo debe permanecer en contacto directa o indirectamente con el

objeto bajo medicin, lo cual no siempre es ni posible ni deseable. La respuesta dinmica esta limitada a 1/10 de la frecuencia de resonancia

de la frecuencia de resonancia del LVDT, esto es alrededor de 2 kHz


Especificaciones de los LVDT comerciales

1. Entrada. La entrada es una seal sinusoidal de 3 a 15 Vrms a una frecuencia de 60 a 20000 Hz. Las seales ms comunes son 3V a 2.5 kHz o 6.3 V a 60 Hz.

2. Alcance. Los rangos del sensor van de 125 um a 75mm.3. Sensibilidad. Los usuales rangos de sensibilidad van de 0.6 a 30 mV

por 25 um, bajo una excitacin de 3 a 6 V. Normalmente al aumentarla frecuencia aumenta la sensibilidad.

4. Nolinealidad. La nolinealidad es de alrededor de 0.5% a toda escala.


Aplicaciones


Transformadores variables, sincros y resolver.

Transformadores variables: Si en un transformador uno o varios de sus devanados pueden desplazarse linear o angularmente entre ellos, variando el acoplamiento magntico entre ellos, entonces tambin variaran las tensiones inducidas, si algunos de los devanados se alimenta con tensin alterna.

Sincros: Es un transductor electromecnico cuyo acoplamiento magntico varia de acuerdo a la posicin del elemento rotatorio. En este sistema una rotacin mecnica es transformada en un grupo nico de voltajes de salida.Consta de un estator cilndrico de material ferromagntico, con tres devanados dispuestos a 120, conectados en estrella y en rotor en forma de H, tambin de material ferromagntico con uno o tres devanados que giran solidarios al eje, cuya rotacin se va a sensar. Los contactos con el rotor se lo hace por medio de anillos y escobillas. Se aplica al rotor una tensin alterna de 50, 60, 400 o 2600 Hzy el estator hace de secundario.


Existen dos tipos de sincros: los de par y los de control. Trabajan normalmente en dos unidades, como indica el diagrama, siguiente:

Una de las unidades consiste en lo que se denomina transmisor de par, TX, y la otra en el receptor de par, TR. Se emplea la configuracin para transmitir informacin angular de un eje a otro con la potencia necesaria para posicionar este segundo eje (normalmente el de un indicador analgico)


Resolver: Al igual que los sincros el resolver es un transformador variable. El resolver tiene dos bobinas a 90 en el estator y una sola bobina en el rotor alimentada corriente alterna. Una entrada por medio del eje del rotor provoca voltajes alternos proporcionales a seo y coseno, en las bobinas del estator.


Inductosyn

Es un transductor electromagntico utilizado para la medida de desplazamientos lineales, con precisin del orden de micras. Se emplea en mquinas medidoras de coordenada y mquinas herramientas de control numrico.

Estructura.El transductor consta de tres circuitos formando una especie de rectngulos de alambre y acopladas magnticamente. El primero es denominado escala fija (o simplemente escala) y situada paralela al eje de desplazamiento y los otros se encuentran sujetos a una pieza mvil sobre la anterior, que puede deslizarse a lo largo de esta pero sin toparla, en el mismo sentido del movimiento, denominada deslizador

La escala esta formada por circuito impreso con pistas en forma de onda rectangular, que presentan un paso de 0.1 plg, 0.2 plg o 2 mm mientras que el deslizador, de aproximadamente 4 plg, tiene dos circuitos mas pequeos, frente a frente con los de la escala, similares en forma pero desfasados un cuarto de ciclo.

El deslizador se mueve sobre la escala a una distancia de 0.007 plgs.


Operacin.Cuando se alimenta la escala con una seal sinusoidal alterna, en cada uno de los circuitos del deslizador se induce una tensin proporcional funcin del desplazamiento lineal X y el paso de onda de la escala S. Si el voltaje de entrada es entonces los voltajes de salida son:

La amplitud varia entre un mximo y un mnimo segn las que los circuitos fijo y mvil estn en ciclo o desfasados de paso. La medida se realiza sumando el nmero de ciclos de seal de salida completos, ms la variacin dentro de un ciclo. La indeterminacin del sentido se resuelve comparando la fase de los dos captadores.


Magnetoelsticos o Magnetoestrictivos

Los sensores magnetoestrictivos se fundamentan en la magnetoestriccin, la cual se define como la presencia de esfuerzos en un material cuando se encuentra en presencia de campos magnticos. Estos esfuerzos pueden incluso inducir deformaciones en el material. Un material magnetoestrictivamente positivo se expande en presencia de campo magntico y un material magnetoestrictivamente negativo se comprime.

Los metales utilizados en estos sensores son el hierro, nquel o cobalto

Los sensores magnetoestrictivos trabajan fundamentados en tres efectos: el efecto magnetoestrictivo, el efecto Villari y el efecto Wiedemann.


Sensores de efecto Villari. Cuando en un material magnetoestrictivo aparecen esfuerzos entonces sus propiedades magnticas como el coeficiente de permeabilidad cambian.

Fuerza

Fuerzas

Bobinas

Material magnetoestrictivo


Sensores de efecto Wiedemann. Una torsin mecnica, aparece en un alambre magnetoestrictivo, por el que circula una corriente, en el lugar donde se aplica un campo magntico axial.


Sensor de efecto Wiegand

El efecto Wiegand es un fenmeno de generacin de pulso en un alambre de Vicalloy (cobalto, hierro y vanadio Co52Fe38V10) que ha sido procesado con la finalidad de crear dos regiones magnticas distintas en la misma pieza, que se conocen como capa y ncleo.

Estas dos regiones magnticas reaccionan de forma distinta a la aplicacin de un campo magntico.

La capa requiere de un campo magntico fuerte para revertir su polaridad magntica, mientras que el ncleo invierte para campos magnticos pequeos.

Cuando la capa y el ncleo invierten su polaridad se genera el llamado Pulso Wiegand que es sensado por una bobina


Sensores basados en la Ley de Faraday

En un circuito o bobina con N espiras, que abarque un flujo magntico , si este varia con el tiempo se induce en el un voltaje o fuerza electromotriz e que viene dada por:

e = -Nd/dt

El flujo puede variar por si solo (como el que s generado por una corriente alterna) o puede varias por el movimiento de las espiras en el interior de un campo constante.

Los tacogeneradores de alterna son del primer tipo, mientras los sensores de velocidad lineal y los caudalmetros electromagnticos son del segundo tipo.


Tacogeneradores.

Un generador rotatorio produce una seal de voltaje proporcional a la velocidad angular sobre el eje del mismo. Una posible configuracin podra ser la que se ve en la figura. Para generar la corriente a partir del giro se acopla al motor o eje que se va a medir, una espira situada dentro de un campo magntico fijo ( creado por los dos imanes). Al girar el motor, la espira girar en el interior del campo magntico, lo que provocar una corriente elctrica.Estos dispositivos pueden llegar a tener una precisin del 0,5 %, por lo que pueden resultar una solucin aceptable a la hora de medir la velocidad angular.

Estos sensores tienen diferentes adaptaciones mecnicas y tamaos para acoplarse a los ejes.


As como diferentes caractersticas de voltaje de salida, que varan entre 2 y 6000 Vpara velocidades entre 1000 y 12000 rpm. Los hay de DC y de AC, dependiendo delorigen de la excitacin magntica (por imn DC y por bobina AC).


Sensores de velocidad lineal (LVTs). Los hay de dos tipos.

1) El detector de devanado mvil, similar a los altavoces, en una bobina que se desplaza en presencia de un campo magntico se induce un voltaje, tal como se indica en la siguiente figura:

Para aumentar la longitud del conductor y con ello la sensibilidad se usa un alambre muy fino. La sensibilidad es del orden de 10 mV por mm/s, con un ancho de banda de 10 a 1000 Hz.


2) El detector de ncleo mvil, un imn permanente se desplaza en el interior de una bobina, tal como se indica en la figura:

El margen de desplazamiento de estos sensores varia entre 0.5 cm y 20 cm. Los modelos comerciales utilizan bobinas conectadas en oposicin serie para evitar que al desplazarse a velocidad cte. en el interior de la bobina la tensin de salida sea cero como se indica en la siguiente figura:


Esta disposicin permite un mayor margen de desplazamiento (hasta 25 cm).


En los caudalmetros electromagnticos, un liquido conductor se mueve a lo largo de una tubera sujeta a un campo magntico. El movimiento del conductor (movimiento del liquido) genera un voltaje que es medido por medio de dos electrodos insertados de lado a lado en la tubera, como se indica en la figura. El voltaje inducido en una tubera de dimetro D (distancia a la que se encuentran los electrodos) sujeta a un campo B cuyo caudal es Q esta dada por la expresin:

Caudalmetro Electromagnticos


Cuando por una placa metlica circula unacorriente elctrica y sta se halla situada en uncampo magntico perpendicular a la direccin dela corriente, se desarrolla en la placa un campoelctrico transversal, es decir, perpendicular alsentido de la corriente. Este campo, denominadoCampo de Hall, es la resultante de fuerzasejercidas por el campo magntico sobre laspartculas de la corriente elctrica, sean positivaso negativas.

Sensores de Efecto Hall


Este fenmeno tiene dos consecuencias principales. La primera es que la acumulacin de cargas en un lado de la placa, en el campo as creado, implica que el otro lado tiene una carga opuesta, crendose entonces una diferencia de potencial; la segunda es que la carga positiva posee un potencial superior al de la carga negativa. La medida del potencial permite, por tanto, determinar si se trata de un campo positivo o negativo.

En la mayor parte de los metales, la carga es negativa, pero en algunos metales como el hierro, el zinc, el berilio y el cadmio es positiva, y en los semiconductores es positiva y negativa al mismo tiempo. Hay una desigualdad entre los intercambios negativos y los positivos; tambin en este caso, la medida del potencial permite saber cul domina, el positivo o el negativo.

Los sensores basados en efecto Hall suelen constar de un elemento conductor o semiconductor y un imn. Cuando un objeto ferromagntico se aproxima al sensor, el campo que provoca el imn en el elemento se debilita. As se puede determinar la proximidad de un objeto, siempre que sea ferromagntico.


La tensin Halls obtenida V, depende del grosor del material t, en la direccin del campo magntico aplicado, del campo magntico B, de la corriente primaria i y de propiedades elctricas del material recogidas en el llamado coeficiente Hall AH La relacin entre estos parmetros es :

AHIB = Vt


Sin embargo en la realidad la tensin Hall, suele depender de otros parmetros como: tensin mecnica, presin o temperatura de manera que:

V = V(B) + V(i) + V(p) + V(T) + ..

Frente a otros sensores magnticos el sensor Hall tiene la ventaja de que su funcionamiento no depende de la variacin del campo detectado. El semiconductor es preferido para la fabricacin de estos sensores. Los hay de SbIn, AsIn, Ge, AsGe, Si entre otros materiales.

Las aplicaciones del sensor Hall pueden ser analgicas (lineales) o digitales (conmutacin).


Se utilizan tambin chips por efecto Hall como interruptores accionados por el campo magntico de un imn. Un caso concreto es en los sensores de los sistemas de alarma (aquellos que se colocan en puertas y ventanas, para detectar su apertura). Estos interruptores tienen la ventaja de no sufrir friccin al ser accionados, ya que el nico elemento que toma contacto es el campo magntico. Son utilizados en teclados de alta eficiencia, y estos mismos interruptores se pueden usar como sensores de choque (contacto fsico), posicin de un mecanismo, cuentavueltas, lmite de carrera y otras detecciones mecnicas dentro y en el exterior de un robot


Sensor Fenmeno directo Termopares Piezoelctricos Piroelctricos Fotovoltaicos Electroqumicos

TemperaturaEsfuerzoTemperaturaDesplazamientoDesplazamiento


Termocuplas o termopares

Se fundamentan en el efecto Seebeck: Cuando la unin de dos materiales diferentes se encuentran a una temperatura diferente a la del ambiente por ellos circula una corriente.

Si la por un lado tenemos los cables unidos y por el otro se encuentran sueltos se presenta en este extremos el voltaje Seebeck. Todas las uniones de metales diferentes exhiben estas caractersticas. Para pequeos cambios de temperatura el voltaje Seebeck es linealmente proporcional a la temperatura:


Si bien el termopar es una alternativa de medicin precisa, sensible y barata con respecto a otras alternativas, la medicin del voltaje Seebeck es un problema por la aparicin de termopares parsitos:

Entre el constantan (C en la grafica) y los cables internos del medidor de voltaje se presenta la termocupla J2 cuyo voltaje se restara al de la termocupla J1 (V = V2 V1). La termocupla J3 desaparece al tratarse de una unin de cobre con cobre. Entonces el voltaje V es resultado de la diferencia de temperatura entre J2 y J1, entonces para saber la Temperatura de J1 requiero saber la de J2.

V V


La unin de referencia. Con la finalidad de fijar los parmetros de la unin (o junta) J2 se puede someter esta a una temperatura de 0C, fijndose de esta manera no solo la referencia de temperatura sino incluso el valor de V2.


Si usamos termocuplas que no usan cobre como uno de sus materiales sino otros metales el nmero de estos sensores parsitos aumenta. Sin embargo como se ve en el grafico anterior si la temperatura de las termocuplas Fe-Cu son las mismas, sus voltajes se cancelaran. No siempre los bornes del voltmetro pueden estar a la misma temperatura por lo que se utiliza el sistema conocido como BloqueIsotrmico entre la termocupla y los bornes del medidor.


El bloque isotrmico es un excelente conductor del calor pero debe ser, obviamente un aislante elctrico. Ya que puede ser un poco complicado mantener la junta de referencia a 0C, podemos reemplazar el bao de hielo en la unin de referencia por un bloque isotrmico, creando el circuito de referencia.


Juntamos todas las termocuplas parasitas en un solo bloque isotrmico.


Eliminamos el alambre adicional reemplazando las dos termocuplas de Cu-Fe y Fe-Const por una sola de Cu-Const (ley de los metales intermedios). Lo que nos da lo siguiente:


Entonces, por medio del termistor RT, determinamos la temperatura del bloque isotrmico pues la misma se la utilizara para determinar la temperatura real que quiero medir con la termocupla.

Entonces para medir la temperatura de la vela, primero hallamos la temperatura del bloque isotrmico y convertimos esta temperatura en el voltaje de referencia y segundo el voltaje V1 ser igual al voltaje medido ms el de referencia, el voltaje resultante ser el generado por la temperatura sujeta a la unin.


Otra forma de compensar la junta fra es incorporar un circuito elctrico que arroje un voltaje que reste el generado en este termopar parasito, as:

Sin embargo los circuitos de compensacin suelen ser un poco ms sofisticados que el indicado anteriormente.


Caractersticas estticas Voltaje Temperatura de las principales termocuplas industriales y valores Seebeck.


Tipos de termocuplas. Las termocuplas se clasifican por el origen de los dos cables que le forman.


Termocupla Metales Rango de entrada

B Platino 30% Rodio (+)Platino 6% Rodio (+)

1370 - 1700 C

C Tungsteno 5% Renio W5Re (+)Tungsteno 26% Renio W26Re (-)

1650 - 2315 C

E Cromel (+) Constantan (-) -100 - 1000 C

J Hierro (+) Constantan (-) 0 - 760 C

K Cromel (+) Alumel (-) 0 - 1370 C

N Nicrosil (+) Nisil (-) 650 - 1260 C

R Platino 13% Rodio (+)Platino (-)

0 - 1450 C

S Platino 10% Rodio (+)Platino (-)

0 1750 C

T Cobre (+) Constantan (-) -200 - 350 C


Cdigos de colores

J T B K R/S

Estados Unidos(ASTM)

Inglaterra BS1843 1952

Inglaterra BS4937 Part30 1993

Francia NFE

Alemania DIN


Formas de uso y Configuraciones. Normalmente la termocupla no se la usa exponiendo directamente los cables al punto de calor. Las termocuplas por lo general utilizan elementos de proteccin para su utilizacin. Sin embargo la unin de los hilos en una termocupla puede permanecer expuesta.


Piezoelectricos

Se encuentran fundamentados en el efecto piezoelctrico, el mismo que determina el funcionamiento de ciertos materiales, los mismos que generan carga elctrica como respuesta a un esfuerzo mecnico aplicado.

Este fenmeno es reversible, o sea si se aplica un campo elctrico al material piezoelctrico el mismo se comprimir o se expandiera, en funcin del sentido del mismo.


Los principales materiales que exhiben estas propiedades son cristales, cermicos, y algunos polmeros, de estos solo unos pocos exhiben el fenmeno lo suficientemente fuerte como para fines de aplicacin. Entre los materiales tenemos el cuarzo (SiO2), las sal de Rochelle (KNaC4H4O6. H2O), cermicas como el titanatozirconato de plomo (PZT-4, PCT-5A, etc), Titanato de bario, polmeros de Polivilideno de flor, etc.


Caracterstica esttica. Los materiales piezoelctricos estn caracterizados por la ecuacin constitutiva de la materia, que relaciona los aspectos elctricos con los mecnicos, esta ecuacin es:

Donde S es el vector de esfuerzos, T es el vector de deformacin, D es el vector de desplazamiento de densidad de carga, E es el vector de campo elctrico, s es la matriz de acoplamiento elstico, d es la matriz de constantes piezoelctricas y es la matriz de permeabilidad elctrica.


Para los titanatos zirconatos de plomo (PZT) la forma reducida de la expresin es:

Y los valores de las constantes son:


Aplicaciones. Como sensores los materiales piezoelctricos nos permiten determinar cualquier fenmeno que pueda generar fuerzas sobre el cristal, como torque pesos, presiones, fuerzas, aceleracin, nivel, etc.


Piroelctricos

Cuando la temperatura de un material varia uniformemente (se calienta o se enfra), se puede producir un desplazamiento de los iones negativos respecto a los positivos de tal forma que se polarice elctricamente. Este efecto que se conoce como piroelectricidad es la base de funcionamiento de los sensores piroelctricos.

Al variar la temperatura el material se retrae o expande anisotrpicamente y este ligero movimiento de los tomos uno respecto de los otros da lugar al desplazamiento de las cargas, que en ciertas direcciones puede ocasionar polarizacin elctrica.


Este cambio de polarizacin se traduce en la aparicin espontnea de un exceso de cargas en la superficie del material que se puede medir en forma de corriente o voltaje.

Debido a que el nmero de portadores que aparecen es proporcional ala temperatura, slo se crear una corriente en caso de que exista una variacin en la temperatura. Esta propiedad dificulta la utilizacin de los sensores piroelctricos para la medicin de temperaturas estticas, aunque puede resultar una ventaja si se desea detectar el cambio de temperatura (por ejemplo, para sistemas de alarma).


Materiales Piroelctricos


Fotovoltaicos


Electroqumicos


Sensor Fenmeno directo

Sensores integrados de temperatura Codificadores Autoresonantes Caudalmetros de Vortice Unin semiconductora Transistor Mosfet Transferencia de carga (CCD) Ultrasnicos Fibra ptica Biosensores

TemperaturaPosicinPosicinCaudalVariosVariosVariosVariosVariosVarios


Sensores integrados de temperatura

Existe una amplia variedad de integrados sensores de temperatura. Estos sensores se pueden agrupar en cinco categoras principales:

salida de voltaje salida de corriente salida de resistencia salida digital y diodos simples

aunque en este ultimo caso, obviamente, se trata de diodos diseados especialmente para medicin de temperatura.

Entre los sensores de temperatura integrados podemos nombrar a los siguientes:


1) Con salida de voltaje


2) Con salida de corriente

3) Con salida digital


4) Con salida resistiva de silicio


DIODOS COMO MEDIDORES DE TEMPERATURA

Se puede usar un diodo semiconductor ordinario como sensor de temperatura.

Un diodo es el sensor de temperatura de menor costo que se puede hallar, y a pesar de ser tan barato es capaz de producir resultados muy satisfactorios.

Slo es necesario hacer una buena calibracin y mantener una corriente de excitacin bien estable.

El voltaje sobre un diodo conduciendo corriente en directo tiene un coeficiente de temperatura de alrededor de 2,3 mV/C y la variacin, dentro de un rango, es razonablemente lineal.

Se debe establecer una corriente bsica de excitacin, y lo mejor es utilizar una fuente de corriente constante, o sino un resistor conectado a una fuente estable de voltaje

EL LM35

Tensin de salida proporcional a la temperatura en C

No requiere ninguna calibracin externa o ajuste para proporcionar una precisin tpica de 1.4 C a temperatura ambiente y 3.4 C a lo largo de su rango de temperatura (de -55 a 150 C)

El LM35 puede funcionar con alimentacin sencilla o alimentacin de doble polaridad (+ y -)

Requiere slo 60 A para alimentarse, y bajo factor de auto calentamiento, menos de 0,1 C en aire esttico.


CARACTERISTICAS

Calibrado directamente en grados Celsius (Centgrados)

Factor de escala lineal de +10 mV/C.

0,5C de precisin a +25 C

Rango de trabajo: -55 C a +150 C.

Apropiado para aplicaciones remotas.

Bajo coste

Funciona con alimentaciones entre 4V y 30V

Menos de 60 A de consumo de corriente.

Bajo auto calentamiento (0,08 C en aire esttico)

Baja impedancia de salida, 0,1W para cargas de 1mA


Formas de aplicacin

Detalle Circuito

Circuito bsico

Circuito bsico en rango completo, con doble polaridad


Detalle Circuito

Circuito bsico en rango completo, con polaridad simple

Transmisor de temperatura con salida digital.


INSTRUMENTACINMecnica y MecatrnicaNmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4IntroduccinNmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Caracterstica Estticade InstrumentosCaracterstica estticaNmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Caracterstica Dinmicade InstrumentosIntroduccinNmero de diapositiva 28Nmero de diapositiva 29Nmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32Nmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Nmero de diapositiva 35Nmero de diapositiva 36Nmero de diapositiva 37Nmero de diapositiva 38ImpedanciaNmero de diapositiva 40Nmero de diapositiva 41Nmero de diapositiva 42Nmero de diapositiva 43Sensores PrimariosIntroduccinNmero de diapositiva 46Nmero de diapositiva 47Par bimetlicoNmero de diapositiva 49Nmero de diapositiva 50Nmero de diapositiva 51Nmero de diapositiva 52Nmero de diapositiva 53Medicin de presinNmero de diapositiva 55Nmero de diapositiva 56Desplazamiento de Columna de liquidoTubo de BourdonNmero de diapositiva 59Nmero de diapositiva 60Nmero de diapositiva 61Membrana o diafragmaNmero de diapositiva 63Nmero de diapositiva 64Nmero de diapositiva 65Nmero de diapositiva 66Dispositivo de pistnRangos de medicin - deteccinMateriales de fabricacinNmero de diapositiva 70Medicin de flujo y caudalNmero de diapositiva 72Nmero de diapositiva 73Nmero de diapositiva 74Nmero de diapositiva 75Nmero de diapositiva 76Tubo de PitotNmero de diapositiva 78Nmero de diapositiva 79Nmero de diapositiva 80Nmero de diapositiva 81Nmero de diapositiva 82Nmero de diapositiva 83Dispositivos de obstruccin o presin diferencialNmero de diapositiva 85Nmero de diapositiva 86Nmero de diapositiva 87Dispositivo placa orificio (orifice plate)Nmero de diapositiva 89Nmero de diapositiva 90Nmero de diapositiva 91Nmero de diapositiva 92Nmero de diapositiva 93Nmero de diapositiva 94Nmero de diapositiva 95Nmero de diapositiva 96Nmero de diapositiva 97Nmero de diapositiva 98Nmero de diapositiva 99Nmero de diapositiva 100Nmero de diapositiva 101Nmero de diapositiva 102Nmero de diapositiva 103Nmero de diapositiva 104Nmero de diapositiva 105Nmero de diapositiva 106Nmero de diapositiva 107Nmero de diapositiva 108Nmero de diapositiva 109Nmero de diapositiva 110Nmero de diapositiva 111Nmero de diapositiva 112Nmero de diapositiva 113Nmero de diapositiva 114Nmero de diapositiva 115Nmero de diapositiva 116Nmero de diapositiva 117Nmero de diapositiva 118Nmero de diapositiva 119Nmero de diapositiva 120Nmero de diapositiva 121Nmero de diapositiva 122Nmero de diapositiva 123Nmero de diapositiva 124Nmero de diapositiva 125Nmero de diapositiva 126Nmero de diapositiva 127Nmero de diapositiva 128Nmero de diapositiva 129Sensores resistivosSensores resistivosNmero de diapositiva 132Nmero de diapositiva 133Nmero de diapositiva 134Nmero de diapositiva 135Nmero de diapositiva 136Nmero de diapositiva 137Nmero de diapositiva 138Nmero de diapositiva 139Nmero de diapositiva 140Nmero de diapositiva 141Nmero de diapositiva 142Nmero de diapositiva 143Nmero de diapositiva 144Nmero de diapositiva 145Nmero de diapositiva 146Nmero de diapositiva 147Nmero de diapositiva 148Nmero de diapositiva 149Nmero de diapositiva 150Nmero de diapositiva 151Nmero de diapositiva 152Nmero de diapositiva 153Nmero de diapositiva 154Nmero de diapositiva 155Nmero de diapositiva 156Nmero de diapositiva 157Nmero de diapositiva 158Nmero de diapositiva 159Nmero de diapositiva 160Nmero de diapositiva 161Nmero de diapositiva 162Nmero de diapositiva 163Nmero de diapositiva 164Resistencias detectoras de temperatura (RTD)Nmero de diapositiva 166Nmero de diapositiva 167Nmero de diapositiva 168Nmero de diapositiva 169Nmero de diapositiva 170Nmero de diapositiva 171Nmero de diapositiva 172Nmero de diapositiva 173Nmero de diapositiva 174Nmero de diapositiva 175Termistor (THERMally sensitive resISTOR )Nmero de diapositiva 177Nmero de diapositiva 178Nmero de diapositiva 179Nmero de diapositiva 180Nmero de diapositiva 181Nmero de diapositiva 182Nmero de diapositiva 183Nmero de diapositiva 184Nmero de diapositiva 185Nmero de diapositiva 186MagnetoresistenciasNmero de diapositiva 188Fotorresistencias (LDR)Nmero de diapositiva 190Higrmetros resistivosNmero de diapositiva 192Nmero de diapositiva 193Resistencias detectoras de gasesNmero de diapositiva 195Nmero de diapositiva 196Sensores reactivosNmero de diapositiva 198Nmero de diapositiva 199Nmero de diapositiva 200Nmero de diapositiva 201Nmero de diapositiva 202Sensor capacitivoNmero de diapositiva 204Nmero de diapositiva 205Nmero de diapositiva 206Nmero de diapositiva 207Nmero de diapositiva 208Nmero de diapositiva 209Nmero de diapositiva 210Nmero de diapositiva 211Nmero de diapositiva 212Nmero de diapositiva 213Nmero de diapositiva 214Nmero de diapositiva 215Nmero de diapositiva 216Sensor de reluctancia variableNmero de diapositiva 218Nmero de diapositiva 219Nmero de diapositiva 220Nmero de diapositiva 221Sensores basados en la corriente de FoucaultNmero de diapositiva 223Nmero de diapositiva 224Transformadores lineales variables (LVDT)Nmero de diapositiva 226Nmero de diapositiva 227Nmero de diapositiva 228Nmero de diapositiva 229Nmero de diapositiva 230Nmero de diapositiva 231Nmero de diapositiva 232Nmero de diapositiva 233Nmero de diapositiva 234Nmero de diapositiva 235Nmero de diapositiva 236Nmero de diapositiva 237Nmero de diapositiva 238Nmero de diapositiva 239Nmero de diapositiva 240Nmero de diapositiva 241Nmero de diapositiva 242Nmero de diapositiva 243Nmero de diapositiva 244Nmero de diapositiva 245Nmero de diapositiva 246Nmero de diapositiva 247Nmero de diapositiva 248Nmero de diapositiva 249Nmero de diapositiva 250Nmero de diapositiva 251Nmero de diapositiva 252Nmero de diapositiva 253Nmero de diapositiva 254Nmero de diapositiva 255Nmero de diapositiva 256Nmero de diapositiva 257Nmero de diapositiva 258Nmero de diapositiva 259Nmero de diapositiva 260Nmero de diapositiva 261Nmero de diapositiva 262Nmero de diapositiva 263Nmero de diapositiva 264Nmero de diapositiva 265Sensores generadoresSensores generadoresNmero de diapositiva 268Nmero de diapositiva 269Nmero de diapositiva 270Nmero de diapositiva 271Nmero de diapositiva 272Nmero de diapositiva 273Nmero de diapositiva 274Nmero de diapositiva 275Nmero de diapositiva 276Nmero de diapositiva 277Nmero de diapositiva 278Nmero de diapositiva 279Nmero de diapositiva 280Nmero de diapositiva 281Nmero de diapositiva 282Nmero de diapositiva 283Nmero de diapositiva 284Nmero de diapositiva 285Nmero de diapositiva 286Nmero de diapositiva 287Nmero de diapositiva 288Nmero de diapositiva 289Nmero de diapositiva 290Nmero de diapositiva 291Nmero de diapositiva 292Nmero de diapositiva 293Nmero de diapositiva 294Nmero de diapositiva 295Nmero de diapositiva 296Nmero de diapositiva 297Nmero de diapositiva 298Nmero de diapositiva 299Nmero de diapositiva 300Nmero de diapositiva 301Nmero de diapositiva 302Nmero de diapositiva 303Nmero de diapositiva 304Nmero de diapositiva 305Sensores digitales y otrosSensores Digitales y otrosNmero de diapositiva 308Nmero de diapositiva 309Nmero de diapositiva 310Nmero de diapositiva 311Nmero de diapositiva 312Nmero de diapositiva 313Nmero de diapositiva 314Nmero de diapositiva 315Nmero de diapositiva 316Nmero de diapositiva 317Nmero de diapositiva 318Nmero de diapositiva 319Nmero de diapositiva 320Nmero de diapositiva 321Nmero de diapositiva 322Nmero de diapositiva 323Nmero de diapositiva 324