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SENSORES RESISTIVOS

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Academic year: 2021

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SENSORES RESISTIVOS

Equipo 1:

López Gómez Verónica

López Ortega Luis Humberto

Silva Gómez Martin Penuel

Mendoza Vega Ángel Adrián

Ceballos Pérez Miguel Iván

(2)

Introducción a los Sensores Resistivos

• Sensores basados con las resistencias eléctricas de dispositivos

• Abundantes

• Magnitudes físicas afectan a la resistencia de los materiales

• Descripción de los sensores frecuentes basados en la variación de resistencia.

• Variables que miden a través de su funcionamiento.

• Tecnología que utiliza, ecuación que lo rige, especificaciones, Clasificación , tipos y

aplicaciones.

(3)

POTENCIÓMETRO

(4)
(5)

Materiales que lo conforman

Especificaciones de los potenciómetros para medida de desplazamientos lineales y angulares.

Existen dos tipos de potenciómetros:

Potenciómetros impresos: Realizados con una pista de carbón o de cermet con un soporte duro como papel baquelizado , fibra, alúmina, etc. La pista tiene sendos contactos en sus externos y un cursor conectado a su patín que se desliza

por la pista resistiva: Potenciómetros petados: consiste en un enrollamiento tornidal de un hilo resistivo (por ejemplo constantan) con

un cursor que se mueven en un patín sobre mismo.

(6)

Clasificación de los potenciómetros

(7)

Tipos de Potenciómetros

Deslizantes

Medición de inclinaciones

Potenciómetro liquido Potenciómetro de bola

Gradual

Rotatorios

(8)

LDR O FOTORRESISTENCIAS

(9)

▪ Las LDR son, como su nombre lo indica, resistencias cuyo valor varía de acuerdo al nivel de luz al que están expuestas.

▪ Están fabricadas con materiales de estructura cristalina, siendo los más utilizados el sulfuro de cadmio y el seleniuro de cadmio, aprovechando sus propiedades fotoconductoras.

▪ Una cuestión a tener en cuenta cuando diseñamos circuitos que usan LDR es que su valor (en Ohmios) no variara de forma instantánea

cuando se pase de estar expuesta a la luz a oscuridad y el tiempo que se dura este proceso no siempre es igual si se pasa de oscuro a iluminado (se dice que muestra inercia a las variaciones de la intensidad luminosa).

Igualmente, estos tiempos son cortos, generalmente del orden de una décima de segundo.

▪ Esto hace que el LDR no se pueda utilizar en algunas aplicaciones,

concretamente en aquellas que necesitan de mucha exactitud en cuanto

a tiempo para cambiar de exactitud de los valores de la fotorresistencia al

estar en los mismos estados anteriores. Pero hay muchas aplicaciones

en las que una fotorresistencia es muy útil. En casos en que la exactitud

de los cambios no es importante .

(10)

Símbolo del LDR Fotorresisten

cia

(11)

GALGAS EXTENSO MÉTRICAS

(12)
(13)

▪ Si se tiene un conductor cilíndrico de longitud l y sección transversal A, y se le aplica un esfuerzo perpendicular a la sección transversal, de tal forma de

comprimirlo o estirarlo, es decir;

▪ Donde:

▪ E = Constante del material o módulo de Young en Pa

▪ σ = Tensión mecánica o esfuerzo en Pa o Kg/cm2

▪ ε = Deformación unitaria adimensional, normalmente dada en

μdeformaciones (10-6 m/m)

(14)

DETECTORES DE TEMPERATURA

RESISTIVOS (RTD)

(15)

Los detectores de temperatura basados en la variación de una resistencia eléctrica se suelen designar con sus siglas RTD (Resistance Temperatura Detector). El material más empleado para esta finalidad es el platino, también se puede llamar PRT (Platinum Resistence Thermometer).

El símbolo general para este tipo de dispositivos es:

(16)

La línea recta en diagonal indica que varía de forma intrínseca lineal, y la anotación de abajo que la variación es debida a la temperatura de forma positiva.

El fundamento de las RTD es la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura.

En un conductor, el número de electrones disponibles para la conducción no cambia apreciablemente con la temperatura. Pero si esta aumenta, las vibraciones de los átomos alrededor de sus posiciones de equilibrio son mayores, ya si dispersan mas eficazmente a los electrones, reduciendo su velocidad media.

Esto implica un coeficiente de temperatura positivo, es decir, un aumento de la resistencia con la temperatura.

Fig.2. RTD (cubierta cerámica)

Fig.1.

RTD

(17)

R

0

= la resistencia a la temperatura de referencia

T= el incremento de temperatura respecto a la referencia

α= la variación de resistencia se debe tanto al cambio de dimensiones asociados con el cambio de temperatura.

Este dispositivo tiene como limitaciones:

•No puede medir temperaturas próximas a la de la fusión del conductor con que se fabrica.

•El autocalentamiento ocasionará derivas en la medición.

•Si se deforma, puede cambiar su patrón de medición.

Ventaja

•Es 10 veces más sensible que los termopolares.

(18)

Tabla de termoresistencias típicas

(19)

MAGNETORRESISTENCIAS

(20)

Las magnetorresistencias se basan en la variación de resistencia en un conductor por variaciones en el campo magnético. Este efecto se denomina efecto magnetorresistivo.

Este tipo de sensores tienen la ventaja con respecto a los sensores inductivos, por ser de orden cero y son muy sensibles y proveen un mayor margen de

medición.

Está formada por una aleación de hierro y níquel.

(21)

Aplicaciones

- Medición de campos magnéticos en las lectoras de tarjetas

- Otras magnitudes que provean un cambio en el campo magnético, como el desplazamiento de una pieza, detectores de proximidad, nivel de flotador, etc.

En estos casos se utiliza un imán que cambia su posición con el proceso. El campo generado por el imán es medido por la magnetorresistencia.

Características de una gama de sensores magnetorresistivos

(22)

TERMISTORES

(23)

El término termistor es una

castellanización del inglés thermistor, formado a partir de los vocablos

“thermally sensitive resistor”. Son resistores variables con la

temperatura, pero no están basados

en conductores como las RTD, sino en

semiconductores.

(24)

NTC

Se fabrican a base de mezclar y sintetizar óxidos dopados de

metales como el níquel, cobalto, manganeso, hierro y cobre. El

proceso se realiza en una atmósfera controlada dándoles la forma

y tamaño deseados.

(25)

Aplicaciones NTC

(26)

PTC

Están basadas en titanato de bario la que se añade titanato de plomo o de circonio para determinar la temperatura de conmutación. Hay modelos entre -100°C y +350°C. La PTC de medida están

basadas en silicio dopado.

(27)

Aplicaciones PTC

(28)

HIGRÓMETROS RESISTIVOS

(29)

Un higrómetro resistivo es un elemento cuya resistencia

cambia con cambios en la humedad relativa del aire en

contacto con el elemento.

(30)

Curva característica

(31)

ventajas

• Son relativamente inmunes a la contaminación superficial ya que no afecta su precisión aunque si el tiempo de respuesta.

• Su exactitud típica es de un 2% a un 3% de RH

Desventajas

• Si el RH supera el 90% se altera permanentemente el sensor y se daña.

• El tiempo de respuesta de estos sensores es relativamente alto, entre 10 y

30 seg.

(32)

RESISTENCIAS SEMICONDUCTORAS

PARA DETECCIÓN DE GASES

(33)

se basan en el cambio de resistencia producido en un oxido de un semiconductor ante la perdida de oxígenos en su red cristalina.

Depende por lo tanto de

una Reacción química de

Oxidacion-Reduccion, por lo se

vería afectado por cualquier

situación que le afecte, por

ejemplo, la temperatura o la

presencia de catalizador.

(34)

Acondicionamiento de sensores resistivos

Los sensores resistivos deben ser conectados a circuitos de interfaz adecuado para poder aprovechar o medir el parámetro variado.

Tradicionalmente no se suele medir la resistencia que varía, sino la variación de

otro parámetro que depende de esta, como la tensión, la corriente o la frecuencia.

(35)

Puente de Wheatstone

Se utiliza para medir resistencias desconocidas

Si los valores de R

1

, R

2

y R

3

se conocen con mucha precisión, el valor de R

x

puede ser determinado igualmente con precisión.

En condición de equilibrio siempre

se cumple que:

(36)

POR SU ATENCIÓN,

¡GRACIAS!

Referencias

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