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Antonia Domínguez Naranjo
hace 5 años
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16 SENSORES Y ACTUADORES Una de las formas más simples de lograr que este fenómeno ocurra es dirigir un haz de luz en dirección a una delgada película de material; así, cuando un fotón incide sobre

La principal ventaja de este tipo de transducción es su alta sensitividad y su gran capacidad para trabajar en diversas condiciones ambientales.

fenómenos dinámicos. Principio de transducción químico-eléctrico Figura 1.26 Principio de transducción químico-eléctrico.

15 16 SENSORES Y ACTUADORES Una de las formas más simples de lograr que este fenómeno ocurra es dirigir un haz de luz en dirección a una delgada película de material; así, cuando un fotón incide sobre el material, emite un electrón, por lo que la conductancia 4 de la película aumenta, incrementando la corriente presente en el circuito de medición. La principal ventaja de este tipo de transducción es su alta sensitividad y su gran capacidad para trabajar en diversas condiciones ambientales. Las aplicaciones más significativas de este tipo de principio de transducción son en las mediciones de dimensiones, desplazamientos, deformaciones, fuerza, presión, torque, flujo y en algunos otros fenómenos dinámicos. Principio de transducción químico-eléctrico Figura 1.26 Principio de transducción químico-eléctrico. El principio de transducción químico-eléctrico se basa en la idea de generar una señal eléctrica manipulable a partir de una actividad química. Las formas en la que se lleva a cabo este tipo de transducción son muy variadas y dependen del tipo de fenómeno químico del que se trate, así como del producto químico derivado de este fenómeno y que se desea transducir (véase figura 1.26). Como todos los tipos de sistemas estudiados, este también requiere de un medio controlado para su correcto funcionamiento, ya que la calidad de señal de salida que entregue el transductor se ve comprometida si existe variación de temperatura o una concentración de algún componente que genere alteraciones en la medición, aun cuando este tipo de transductor es selectivo al componente que se desea medir. Por ejemplo, algunos transductores son selectivos a partículas de alcohol en el aire, pero si existe una gran variación de temperatura, este mismo transductor podría detectar concentraciones de benceno e incluso monóxido de carbono al mismo tiempo, lo que se vería reflejado en una señal eléctrica ruidosa y de poca utilidad. Una característica importante de este tipo de transductores es que la parte receptora del transductor que está en contacto con el fenómeno a medir no debe presentar reacción química alguna, de otra manera alteraría la medición. Figura 1.27 Resistencia. Principio de transducción resistivo Este tipo de principio de transducción es hasta cierto punto sencillo de comprender, pues cuando un material presenta resistencia eléctrica significa que el elemento se opone al paso de corriente eléctrica a través de este. La resistencia de cada material depende del volumen del mismo, a diferencia de la resistividad, que es una característica intrínseca que depende de la naturaleza propia del material. Para una mayor comprensión al respecto, considérese la resistencia del sistema uno (R a l que se muestra en la figura 1.27; debido a que este dispositivo tiene mayor volumen, tam- 4 La conductancia es la propiedad que presenta un material para mover carga eléctrica.

16 CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN 17 bién tendrá mayor resistencia; por tanto, si se cortara un trozo de ese material y se midiera la resistencia presente en este (R b ), esta sería más pequeña comparada con R a. La resistencia de un material se calcula mediante la siguiente ecuación: donde: R: resistencia eléctrica [Q] p: resistividad [Qm] 1: longitud del material [m] A: área del material [m 2 ] 1 R=p A (1.8) Es importante mencionar que el principio de transducción resistivo es diferente al piezoresistivo, ya que mientras el primero se basa en el cambio de resistencia presente, el segundo se basa en el cambio de resistividad. Así, el principio de transducción resistivo depende de cuánto material esté presente en ese momento y no de un fenómeno que cambie la resistividad del mismo. La resistencia eléctrica se define como la constante de proporcionalidad entre la corriente eléctrica y el voltaje; por tanto, su relación constitutiva está regida por la ley de Ohm: Mate,;al,e,;,,;vo donde: V: voltaje [V] R: resistencia [Q] I: corriente eléctrica [A] V= R I (1.9) De modo esquemático, la relación entre el voltaje y la corriente es lineal, donde la pendiente de la recta constituye la resistencia. La forma en que se lleva a cabo este tipo de transducción es mediante el cambio de posición en la que se encuentra el contacto con respecto al elemento resistivo. Por ejemplo, considérese el esquema que se muestra en la figura 1.28, donde si la posición del cursor cambia, entonces también cambia el voltaje!v s l presente entre sus terminales. Figura 1.28 Arquitectura base para un transductor resistivo.

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