Son aquelllos sensores moduladores donde la resistencia electrica varia en función de la variable que deseamos medir.
Dentro de este tipo de sensores tenemos a los siguientes:
1.1 Potenciometros.
Es un sensor que consiste de un dispositivo de tres terminales, donde uno de ellos es movil de manera que podamos medir el desplazamiento realizado por el cursor y obtener una variación de resistencia. Pueden ser de carbon o de hilo arrollado y comunmente se utilizan para medir desplazamientos, aunque se pueden utilizar para medir otras varibles indirectamente. su ecuación es la siguiente R=R0*(1-x), donde (R0) es la resistencia entre los extremos fijos y (x) es el desplazamiento hecho por el cursor.
1.2 Galgas Extensometricas.
Como ya es conocido la ecuacion para la resistencia de un material es R = (ρ/A)*l, en este tipo de sensores se hace variar el area o la longitud de manera que se pueden utilizar para medir fuerza, presión, pequeños desplazamientos o vibraciones. La ecuación para este tipo de sensores es igual que para los potenciometros solo que en este caso (x) esta relacionada con el esfuerzo aplicado y la deformación generada sobre el material.
1.3 Termoresistencias.
Son dispositivos capaces de variar su resistencia debido a la temperatura. Tambien se les conoce como RTD por las siglas en ingles (Resistive Temperature Detector), la ecuacion caracteristica de este dispositiov es R=R0*(1+aT), donde R0 es la resistencia a temperatura de referencia y a es el coeficioente de sensibilidad del material.
1.4 Termistores.
Los termistores al igual que las termoresistencias varian su resistencia con la temperatura la diferencia es que estos estan construidos con materiales semiconductores, lo que le agrega mayor sensibiliad y rapides pero las hace no lineales su ecuacion es R=R0*e^(B(1/T - 1/T0)), en donde R0 es la resitencia a temperatura de referencia T0 y B es la temperatura caracteristica del material. Ademas la variacion puede ser positiva o negativa es decir a medida que la temperatura aumenta, baja la resistencia NTC, o sube la resistencia PTC.
1.5 Magnetoresitencias.
En este tipo de sensores la resistencia varia por el efecto de un campo magnetico, son de orden cero lo que les aventaja sobre los sensores inductivos y tienen mayor sensibilidad que los sensores de efecto Hall.
1.6 Fotoresistencias.
Estos sensores tambien conocidos como LDR, varian su resistencia segun la incidencia de luz.
1.7 Higrometros resistivos.
Estos sensores varian su resistencia segun la humedad del material esto debido a la naturaleza del material.
1.8.1 Puente de Wheatstone.
Es un arreglo de tipo puente en cual podemos colocar los sensores resistivos ya mencionados anteriormente, con la idea de acondiconar la señal electrica que obtendremos de nuestro sensor, la manera de hacer la conexion esta en la siguiente figura, en los extremos donde se toma la medida la tensión sera un valor diferencial. Con un puente de Wheatstone podemos convertir una relación no lineal en otra lineal y viceversa.
1.8.2 Amplificador de instrumentación.
Un amplificador de instrumentación es un dispositivo creado a partir de amplificadores operacionales. Está diseñado para tener una alta impedancia de entrada y un alto rechazo al modo común (CMRR).
En la siguiente figura se muestra la estructura de un amplificador de instrumentación
Al existir realimentación negativa se puede considerar un cortocicuito virtual entre las entradas inversora y no inversora (símbolos - y + respectivamente) de los dos operacionales. Por ello se tendrán las tensiones en dichos terminales y por lo tanto en los extremos de la resistencia RgAsí que por ella circulará una corriente:
Y debido a la alta impedancia de entrada del A.O., esa corriente será la misma que atraviesa las resistencias R1 Por lo tanto la tensión que cae en toda la rama formada por Rg, R1 y R1 será:
Simplificando:
Que será la DIFERENCIA de tensión entre la salida inmediata de los dos A.O. Puesto que el resto del circuito es un restador de ganancia igual a la unidad su salida será exactamente la diferencia de tensión de su entrada(sin añadir ganacia), la cual se acaba de definir.
Nótese como se ha simplificado la expresión dando valores iguales a las resistencias.
En circuitos integrados suele encapsularse todo excepto la resistencia Rg para poder controlar la ganancia. También puede sustituirse la conexión a tierra por otra a una tensión dada.
Nótese como se ha simplificado la expresión dando valores iguales a las resistencias.
En circuitos integrados suele encapsularse todo excepto la resistencia Rg para poder controlar la ganancia. También puede sustituirse la conexión a tierra por otra a una tensión dada.
2 Sensores de reactancia variable.
Son aquellos sensores cuyas impedancia inductiva o capacitiva varian segun alguna magnitud fisica.
2.1.1 Condensador variable.
Son aquellos condensadores que como su nombre lo indican pueden variar su capacidad a voluntad, ya sea en valores conocidos (trimmers) o dentro de limites amplios (condensadores de sincronización). Existen tres maneras de que un condensadores varie su capacidad, ya sea variando su area de las placas, la distancia entre las placas o el dielectrico entre las placas.
2.1.2 Condensador diferencial.
Este tipo de condensador consiste en un arreglo de dos condensadores variables dispuestos de manera que la variación a favor de uno se inversamente proporcional a la del segundo condensador, es decir, si la capacidad aumenta en un condensador, disminuya en el otro.
2.2.1 Reluctancia variable.
Este tipo de sensores se basan en la relación existente entre el flujo magnetico y la inductancia de una bobina, el area de su seccion transversal y su longitud, ademas intervienen la permeabilidad al flujo magnetico del material, la reluctancia varia dependiendo del valor de inductancia, al area y la permebilidad magnetica.
2.2.2 Inductancia mutua.
Este tipo de sensor se basa en la inductancia mutua existente entre el primario y los secundarios al desplazar el nucleo, tambien se le conoce como el Tranformador Diferencial de Variacion Lineal, debido a que la inducción se genera de forma diferencial en este dispositivo.
3.1 Sensores electromagneticos basados en la Ley de Faraday.
Se basa en el pricinpio de que una variacion de flujo magnetico sobre una bobina genera una fuerza electromotriz.
3.2 Sensores de Efecto Hall.
Se basa en la generacion de un potencial sobre un conductor por el cual circula una corriente y que es atravesado por un campo magnetico uniforme, y donde voltaje, corriente y campo magnetico son todos perpendiculares entre si.
