Sensores de desplazamiento
Potenciómetro
El potenciómetro constituye un tipo de transductor muy simple para medir desplazamientos, bien sea lineales o angulares. Un potenciómetro está conformado por una resistencia fija Rn sobre la cual se desplaza el contacto eléctrico denominado cursor. El valor de la resistencia R(l) entre el cursor y uno de los extremos es función de la posición del cursor. Si la resistencia está bobinada en forma homogénea, el potenciómetro es lineal, estableciéndose una proporcionalidad entre el valor de R(l) y la posición del cursor.
Sensor Capacitivo
Diferencial de Desplazamientos
Este sensor es
una buena alternativa para la medición de pequeños desplazamientos con gran precisión.
El mismo está formado por tres discos metálicos dispuestos en planos paralelos
y alineados por sus ejes. Los dos externos están fijos y el del medio está
mecánicamente acoplado al dispositivo cuyo desplazamiento se desea medir. El
sistema forma entonces un circuito de dos condensadores variables conectados en
serie con valores que vienen dados por:
Cuando la distancia entre la
placa móvil y una de las fijas se incrementa en una cantidad x, la distancia de la placa móvil a la
otra placa se reduce en la misma cantidad, como se observa en la figura. La
misma figura muestra un circuito puente de corriente alterna que puede ser
empleado para la medición de desplazamiento con este tipo de transductor.
El voltaje de salida se encuentra relacionado con los parámetros del sistema de acuerdo a la siguiente ecuación:
Sensor de desplazamiento de reluctancia diferencial
En la figura se muestra
un sensor de reluctancia diferencial, el mismo consta de una armadura que se
mueve entre dos núcleos de hierro idénticos, separados una distancia fija 2a.
El sistema forma dos inductancias en serie cuyos valores vienen dados
por:
donde L0, es la
inductancia del circuito magnético a desplazamiento 0, y
a una constante. Los valores de L0
y
a dependen de la geometría del núcleo,
permeabilidad del material etc. La relación entre L1 y L2
y el desplazamiento es no lineal; pero si el sensor se incorpora a un puente de
corriente alterna como el mostrado en la figura, entonces la relación entre el
voltaje de salida del puente y el desplazamiento x es lineal y viene dada por:
Autoevaluación
1.
Señale las características de un sensor capacitivo
diferencial.
2.
Señale las características de un sensor diferencial
de reluctancia variable.
3.
Indique la instrumentación asociada con este tipo de
sensores