2.1 Sensores Capacitivos

Los sensores de este tipo pueden ser:

a.- Simples (Co +/- C) y
b.- Diferenciales (Co + C , Co – C).


El caso Simple es el condensador variable.

2. Sensores de reactancia variable

Los sensores de reactancia variable tienen las siguientes ventajas con respecto a los resistivos:

a. Efecto de carga mínimo o nulo.

b. Ideales para la medida de desplazamientos lineales y angulares y para la medida de humedad.

c. La no-linealidad intrínseca puede superarse usando sensores diferenciales.

Como limitación tiene que la máxima frecuencia de variación admisible en la variable medida debe ser menor a la frecuencia de la tensión de alimentación empleada.

1.8 Acondicionamiento: Puente de Wheastone, Amplificador de Instrumentación.

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.

Los métodos de acondicionamiento se clasifican en:

Puente de Wheatstone:

Es un instrumento eléctrico de medida que se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.

Cuando el puente está construido de forma que R₃ es igual a R₂, R_x es igual a R₁ en condición de equilibrio. (corriente nula por el galvanómetro).

Asimismo, en condición de equilibrio siempre se cumple que:

Si los valores de R₁, R₂ y R₃ se conocen con mucha precisión, el valor de R_x puede ser determinado igualmente con precisión. Pequeños cambios en el valor de R_x romperán el equilibrio y serán claramente detectados por la indicación del galvanómetro.

De forma alternativa, si los valores de R₁, R₂ y R₃ son conocidos y R₂ no es ajustable, la corriente que fluye a través del galvanómetro puede ser utilizada para calcular el valor de R_x siendo este procedimiento más rápido que el ajustar a cero la corriente a través del medidor.

Amplificadores:

Se denomina amplificador de instrumentación a aquel dispositivo que tenga simultáneamente alta impedancia de entrada, alto rechazo del modo común, ganancia estable y variable con una sola resistencia, y que no se contraponga ganancia-ancho de banda, tensión y corriente de fugas bajas, bajas derivas, impedancia de salida baja.

Ya que esta estructura es muy típica, algunos fabricantes la ofrecen con redes de resistencias y poder cambiar el valor de la ganancia.

El terminal denominado referencia es accesible en algunas versiones, con el fin de poder desplazar el nivel de tensión de referencia de la salida.

1.7 Higrómetros resistivos (Variables químicas)

Un higrómetro resistivo es un elemento cuya resistencia cambia con cambios en la humedad relativa del aire en contacto con el elemento. Los higrómetros resistivos generalmente están formados por dos electrodos de metal laminado sobre una forma plástica. Los electrodos no deben tocarse entre si, y están aislados uno del otro por medio de la forma plástica. Una solución de cloruro de litio es entonces utilizada para recubrir completamente el dispositivo.

Esta construcción está ilustrada en la siguiente figura:

A medida que la humedad del aire circundante crece, la película de cloruro de litio absorbe más vapor de agua del aire. Esto hace que su resistencia disminuya marcadamente. Dado que la película de cloruro de litio está en contacto estrecho con los dos electrodos de metal, también decrece marcadamente a resistencia entre los terminales de los electrodos. La resistencia entre terminales puede entonces relacionarse a la humedad relativa.

Una curva característica típica de resistencia versus humedad relativa para un higrómetro resistivo se muestra en la figura anterior. Los transductores de higrómetro resistivo no pueden utilizarse en todo el rango de humedades relativas, del 0% a 100%. La mayoría de ellos tienen un limite de operación segura del orden del 90% de HR. Una exposición al aire con una humedad relativa mayoral 90% puede resultar en un exceso de absorción de agua por la película de cloruro de litio, una vez que suceda esto, las características de resistencia de higrómetro son alteradas en forma permanente.

1.6 Fotorresistencias (Variables ópticas)

Una fotorresistencia es un componente electrónico cuya resistencia disminuye con el aumento de intensidad de luz incidente. Puede también ser llamado fotorresistor, fotoconductor, célula fotoeléctrica o resistor dependiente de la luz, cuya siglas (LDR) se originan de su nombre en inglés light-dependent resistor.

Un fotorresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por la elasticidad del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción. El electrón libre que resulta (y su hueco asociado) conduce electricidad, de tal modo que disminuye la resistencia.

Su símbolo:

1.5 Magnetorresistencias (Variable magnéticas)

Las magnetorresistencias se basan en la variación de resistencia en un conductor por variaciones en el campo magnético. Este efecto se denomina efecto magnetorresistivo y fue descubierto por Lord Kelvin en 1856. Este tipo de sensores tiene la ventaja con respecto a los sensores inductivos, por ser de orden cero, y con respecto a los sensores de efecto Hall por ser más sensible y proveer un mayor margen de medición de medición. Está formada por una aleación de Hierro y Níquel (permalloy).

Tiene las siguientes aplicaciones la medición de campos magnéticos en las lectoras de tarjetas.

Asi como 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.

1.4 Termistores (Variables térmicas)

Los sensores resistivos de temperatura o termistores son resistores variables con la temperatura, basados en semiconductores.

Los termistores también son resistencia que varían su magnitud con la temperatura. Se diferencian de las termorresistencia por que están basadas en semiconductores. Por tanto su característica no es lineal, aunque dentro de un margen adecuado pueda ser considerada de esa manera.

Tiene como ventajas el ser más sensible que las Termorresistencias, mas rápidas y permite hilos de conexión mayores.

Tiene como desventaja el ser no lineal, y al variar su temperatura por el autocalentamiento del material.

Se dividen en dos grandes grupos de acuerdo a su coeficiente de temperatura:

- PTC (Positive Temperature Coeficient)
- NTC (Negative Temperature Coeficient)

Los símbolos respectivos se dan en la siguiente figura, donde el trazo horizontal en el extremo de la línea inclinada indica que se trata de una variación no lineal, con sensibilidad positiva o negativa.