2.1 SENSORES Y TRANSDUCTORES
Sensor: Se refiere a un
elemento que produce una señal relacionada con la cantidad que se esta
midiendo. Por ejemplo, en el caso de un elemento para medir temperatura
mediante resistencia eléctrica la cantidad que se mide es la temperatura y el sensor
transforma una entrada de temperatura en un cambio en la resistencia.
Transductor: Se define como el elemento que al someterlo a un
cambio físico experimenta un cambio relacionado. Es decir, los sensores son
transductores. Sin embargo, en un sistema de medición se pueden utilizar
transductores, en vez de sensores, en otras partes del sistema para convertir
señales de una forma dada en otra distinta.
SENSORES INTELIGENTES
Los sensores inteligentes se
tratan de un conjunto en el que uno o varios elementos sensores y algún
instrumento de acondicionamiento de señal se disponen en una misma unidad
física, es decir, la combinación de un sensor analógico o digital con un
procesador, una memoria y un controlador de red en una misma placa.
Un sensor inteligente aporta
información a los datos obtenidos para dar soporte a la toma de decisiones y al
procesamiento distribuido
En el interior de cada sensor
inteligente hay uno o más sensores básicos y la circuitería de soporte. El
concepto de sensor "inteligente" se consigue gracias a la electrónica
complementaría, con ayuda de esto los sensores son capaces de realizar
funciones como las siguientes:
- Pre-procesar los valores
medidos.
- Notificar las medidas con
señales digitales y protocolos de comunicación.
- Toma de decisiones en
base a las condiciones registradas de forma separada al microcontrolador.
- Recordar la calibración o
la configuración de sus parámetros.
TERMINOLOGIA DEL FUNCIONAMIENTO
Rango de medida: dominio en
la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor.
Precisión: es el error de medida máximo esperado.
Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la variable de entrada es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset.
Linealidad o correlación lineal.
Sensibilidad de un sensor: suponiendo que es de entrada a salida y la variación de la magnitud de entrada.
Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede apreciarse a la salida.
Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto varíe la magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la magnitud de entrada.
Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales, como la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidación, desgaste, etc.) del sensor.
Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.
Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital, un computador y un display) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano
Precisión: es el error de medida máximo esperado.
Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la variable de entrada es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset.
Linealidad o correlación lineal.
Sensibilidad de un sensor: suponiendo que es de entrada a salida y la variación de la magnitud de entrada.
Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede apreciarse a la salida.
Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto varíe la magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la magnitud de entrada.
Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales, como la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidación, desgaste, etc.) del sensor.
Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.
Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital, un computador y un display) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano
Caracteristicas estáticas y dinámicas
Las "características
estáticas" son los valores obtenidos cuando se presentan condiciones de
estado estable, es decir, valores obtenidos una vez que el transductor se
estabiliza después de recibir cierta entrada. Las "características
dinámicas" se refieren al comportamiento entre el momento en que cambia el
valor de entrada y cuando el valor que produce el transductor logra su valor de
estado estable. Estas se expresan en función de la respuesta del transductor a
entradas con determinadas formas.
1. Tiempo de respuesta: Es el tiempo que transcurre después de aplicar una entrada constante, una entrada escalón hasta que el transductor produce una salida correspondiente a determinado porcentaje, como 95% del valor de la entrada.
2. Constante de tiempo: Es el 63.2% del tiempo de respuesta. La constante de tiempo de un termopar en el aire podría ser de 40 a 100 s. La constante de tiempo es una medida de inercia del sensor y de que tan pronto reaccionara a los cambios en su entrada; cuanto mayor sea la constante de tiempo mas lenta sera su reacción ante la señal de entrada variable.
3. Tiempo de subida: Es el tiempo que requiere la salida para llegar a un porcentaje especificado de la salida en estado estable.
4. Tiempo de estabilización: Es el tiempo que tarda la salida en estabilizarse a un porcentaje de un valor determinado.
1. Tiempo de respuesta: Es el tiempo que transcurre después de aplicar una entrada constante, una entrada escalón hasta que el transductor produce una salida correspondiente a determinado porcentaje, como 95% del valor de la entrada.
2. Constante de tiempo: Es el 63.2% del tiempo de respuesta. La constante de tiempo de un termopar en el aire podría ser de 40 a 100 s. La constante de tiempo es una medida de inercia del sensor y de que tan pronto reaccionara a los cambios en su entrada; cuanto mayor sea la constante de tiempo mas lenta sera su reacción ante la señal de entrada variable.
3. Tiempo de subida: Es el tiempo que requiere la salida para llegar a un porcentaje especificado de la salida en estado estable.
4. Tiempo de estabilización: Es el tiempo que tarda la salida en estabilizarse a un porcentaje de un valor determinado.
DESPLAZAMIENTO, POSICION Y PROXIMIDAD
Los sensores de desplazamiento
miden la magnitud que se desplaza un objeto; los sensores de posición
determinan la posición de un objeto en relación con un punto de referencia. Los
sensores de proximidad son una modalidad de sensor de posición y determinan en
qué momento un objeto se mueve dentro de una distancia critica del sensor.
Los sensores de desplazamiento y de posición se pueden clasificar en dos tipos básicos sensores de contacto, en los cuales, el objeto que se mide esta en contacto mecánico con el sensor, y sensores sin contacto, en los que no hay contacto físico entre el objeto y el sensor.
Los sensores de desplazamiento y de posición se pueden clasificar en dos tipos básicos sensores de contacto, en los cuales, el objeto que se mide esta en contacto mecánico con el sensor, y sensores sin contacto, en los que no hay contacto físico entre el objeto y el sensor.
SENSOR DE POTENCIOMETRO
Es un elemento resistivo que
tiene un contacto deslizante que puede desplazarse a lo largo de dicho
elemento. Este se puede utilizar tanto en desplazamientos lineales como
rotacionales; dicho desplazamiento se convierte en una diferencia de potencial.
El potenciometro rotacional esta formado por una pista o canal circular con
devanado de alambre o por una capa de plástico conductor; sobre la pista rota
un contacto deslizante giratorio y esta puede ser una sola
circunferencia o helicoidal.
ELEMENTO CON GALGA EXTENSOMETRICA
ELEMENTO CON GALGA EXTENSOMETRICA
Una galga extensiométrica
o extensómetro es un sensor, para medir la deformación, presión, carga, torque,
posición, entre otras cosas, que está basado en el efecto piezorresistivo,
el cual es la propiedad que tienen ciertos materiales de cambiar el valor
nominal de su resistencia cuando se le someten a ciertos esfuerzos y se
deforman en dirección de los ejes mecánicos. Un esfuerzo que deforma a la galga
producirá una variación en su resistencia
eléctrica, esta variación puede
ser por el cambio de longitud, el cambio originado en la sección o el cambio
generado en la resistividad. Inventado por los ingenieros Edward E. Simmons y Arthur C. Ruge en
1938. La galga extensiométrica hace una lectura directa de
deformaciones longitudinales en cierto punto del material que se esta
analizando. La unidad que lo representa es épsilon, esta unidad es adimensional
y expresa el cambio de la longitud sobre la longitud inicial.
En su forma más común,
consiste en un estampado de una lámina metálica fijada a una base flexible y
aislante. La galga se adhiere al objeto cuya deformación se quiere estudiar
mediante un adhesivo, como el cianoacrilato. Según se deforma el objeto,
también lo hace la lámina, provocando así una variación en su resistencia
eléctrica. Habitualmente galga extensiométrica consiste de un alambre muy fino,
o más comúnmente un papel metálico arreglado en forma de rejilla, que se puede
unir por medio de soldadura a un dispositivo que pueda leer la resistencia
generada por la galga. Esta forma de rejilla permite aprovechar la máxima
cantidad de material de la galga sujeto a la tensión a lo largo de su eje
principal. Las galgas extensiométricas también pueden combinarse con muelles o
piezas deformables para detectar de forma indirecta los esfuerzos.
Idealmente, las galgas
deberían ser puntuales para así poder medir esfuerzos en puntos concretos. En
la práctica las dimensiones de la galga son apreciables por lo tanto se supone
que el punto de medida es el centro
geométrico de la galga. Si se
pretenden medir vibraciones, es necesario que la longitud de las ondas de esas
vibraciones sean mayores que la longitud de la galga. Las galgas pueden estar
cementadas en un placa pequeña o dos elementos presionan el alambre que transporta la electricidad.
Las galgas tienen ciertas características que las representan unas
físicas y otras en cuanto a su funcionamiento. Entre las físicas se encuentra
su tamaño, peso y materiales con los que fueron hecha, es pequeña y dura lo que
facilita la velocidad en que genera las respuestas; estas son muy importantes
puesto que el resultado correcto depende de estos aspectos. Existen también
características que dependen de la fabricación de la galga, por ejemplo, la temperatura del funcionamiento y el
factor de la galga, este indica la sensibilidad que tiene el sensor. También la
resistencia de la galga, el coeficiente de temperatura, la prueba de fatiga y
el coeficiente de expansión lineal; son características necesarias para conocer
bajo que circunstancias la galga arroja los resultados adecuados.
Estos se utilizan aprovechando
la capacitancia y los factores que afectan a estos. Los sensores capacitivos
para monitorear desplazamientos lineales pueden tener formas
El transformador diferencial
de variación lineal, mas conocido por su abreviatura TDVL o LVDT esta formado
por tres devanados espaciados de manera simétrica a lo largo de un tubo aislado. El devanado de en medio es el primario y los otros son
secundarios idénticos conectados en serie de manera que sus salidas se oponen
entre sí. Como resultado del movimiento que se monitorea, a través del tuvo
central se desplaza un núcleo magnético.
SENSORES DE PROXIMIDAD POR CORRIENTES
PARASITAS O DE FOUCAULT
Cuando a un devanado se aplica
una corriente alterna se crea un campo magnético alterno. Si próximo a este
campo se encuentra un objeto metálico en el se induce corrientes de Foucault o
parásitas. Estas a su vez producen un campo magnético que distorsiona el campo
magnético que lo origina
INTERRUPTOR DE PROXIMIDAD INDUCTIVO
Esta formado por un devanado
enrollado en un núcleo. Al aproximar el externo del devanado a un objeto
metálico, cambia la inductancia del primero.
CODIFICADORES OPTICOS
Un "codificador" es un dispositivo que
produce una salida digital como resultado de un desplazamiento lineal o
angular. Los codificadores de posición se clasifican en dos categorías;
"codificadores de incremento", los cuales detectan cambios en la
rotación a partir de un posición de datos y "codificadores
absolutos", que proporcionan la posición angular real.
Sensores neumáticos
Estos utilizan aire comprimido, y el desplazamiento o la proximidad de un objeto se transforma en un cambio de presión de aire.
Interruptores de proximidad
Existen diversas modalidad de interruptores que se activan por la presencia de un objeto, y sirven como sensor de proximidad, cuya salida corresponde al estado de encendido o de apagado.
Un "microinterruptor" es un pequeño interruptor eléctrico que requiere un contacto físico y una pequeña fuerza de acción para cerrar los contactos.
Sensores de
Efecto Hall
Cuando un haz de partículas cargadas atraviesa un campo magnético existen fuerzas que actúan sobre las partículas, y la trayectoria lineal del haz se deforma. Cuando una corriente fluye a través de un conductor se comporta como un haz de partículas en movimiento, por lo que al pasar por un campo magnético esta corriente se puede desviar.
Velocidades y Movimiento
Codificador diferencial
El codificador diferencial se usa para medir la velocidad angular determinada por la cantidad de pulsos producidos por segundo.
Tacogenador
Sirve para medir la velocidad angular. Una de sus modalidad es el "tacogenador de reluctancia variable", el cual esta formado por una rueda dentada de material ferromagnético unida a un eje giratorio. En un imán permanente se enrolla un devanado de captación; conforme gira la rueda, los dientes pasan por la bobina y el volumen de aire entre bobina y material ferromagnético varía.
Sensores neumáticos
Estos utilizan aire comprimido, y el desplazamiento o la proximidad de un objeto se transforma en un cambio de presión de aire.
Interruptores de proximidad
Existen diversas modalidad de interruptores que se activan por la presencia de un objeto, y sirven como sensor de proximidad, cuya salida corresponde al estado de encendido o de apagado.
Un "microinterruptor" es un pequeño interruptor eléctrico que requiere un contacto físico y una pequeña fuerza de acción para cerrar los contactos.
Cuando un haz de partículas cargadas atraviesa un campo magnético existen fuerzas que actúan sobre las partículas, y la trayectoria lineal del haz se deforma. Cuando una corriente fluye a través de un conductor se comporta como un haz de partículas en movimiento, por lo que al pasar por un campo magnético esta corriente se puede desviar.
Velocidades y Movimiento
Codificador diferencial
El codificador diferencial se usa para medir la velocidad angular determinada por la cantidad de pulsos producidos por segundo.
Tacogenador
Sirve para medir la velocidad angular. Una de sus modalidad es el "tacogenador de reluctancia variable", el cual esta formado por una rueda dentada de material ferromagnético unida a un eje giratorio. En un imán permanente se enrolla un devanado de captación; conforme gira la rueda, los dientes pasan por la bobina y el volumen de aire entre bobina y material ferromagnético varía.
Otra modalidad del tacogenador es el
"generador ca", el cual esta formado por una bobina, denominada
"rotor", que gira junto con un eje de rotación. Esta bobina gira en
un campo magnético producido por un imán permanente estacionario o electroimán, de manera que en él se produce una f.e.m. alterna.
Sensores piroeléctricos
Los "materiales piroeléctricos", como el tantalato de litio, son materiales cristalinos que generan una carga como respuesta al flujo calorífico Si el material se calienta en un campo eléctrico a una temperatura justo por debajo de la temperatura de Curei, es decir, unos 610°C en el caso del tantalato de litio, y se deja enfriar el material al tiempo que se mantiene en medio del campo, los dipolos del material se alinean y este se polariza.
Los sensores piroeléctricos están formados por un cristal piroeléctrico polarizado cuyas caras tienen delgadas capas de metal como electrodos.
Fuerza
La balanza de resorte es un ejemplo de sensor de fuerza; en ella se aplica una fuerza, un peso, al platillo y ésta provoca un desplazamiento, es decir, el resorte se estira. El desplazamiento es entonces, una medida de la fuerza. Las fuerzas por lo general se miden con base en un desplazamiento.
Indicador de presiones con deformímetro
Una modalidad muy común de transductor para medir fuerza se basa en el empleo de deformímetros de resistencia eléctrica para monitorear la deformación de cierto elemento cuando éste se estira, comprime o dobla por la aplicación de una fuerza. A este transductor se le conoce como "indicador de presiones". Este es un tubo cilíndrico en el que se colocan deformímetros. Al aplicar fuerzas para comprimir el cilindro, los deformímetros producen un cambio de resistencia, el cual es la medida de la deformación y, por lo tanto, de las fuerzas aplicadas. Dado que la temperatura también produce cambios en la resistencia, el circuito acondicionador de señal que se utilice deberá eliminar los efectos debidos a la temperatura.
Presión de fluidos
En muchos de los dispositivos utilizados para monitorear la presión de fluidos de procesos industriales se monitorea la defromación elástica de diafragmas, cápsulas, fuelles y tubos. Los tipos de medición que se mide es relativa a una presión cero, es decir, el vació; presión diferencial, como la cual se mida una diferencia de presiones, y presión manométrica, en la que la presión se mide en relación con la presión barométrica.
En el diagrama hay una diferencia de presión entre ambas caras, pro lo que el centro del diafragma se desplaza. Un diafragma corrugado ofrece mayor sensibilidad. El movimiento del diafragma se monitorea mediante un sensor de desplazamiento que puede ser un deformímetro. ES frecuente utilizar deformímetros, dos para medir el esfuerzo en la dirección de la circunferencia y dos en dirección radial. Los cuatro deformímetros se conectan de manera que formen los brazos de un puente de Wheatstone. Es posible adherir los deformímetros al diafragma, peor también existe la opción de hacer un diafragma de silicio en el que los deformímetros son áreas especiales del diafragma con impurezas.
Otras forma de sensor de presión con diafragma de silicio es el que utilizan en los sensores de presión Motorola MPX. El deformímetro se integra, junto con un circuito resistivo, en un solo "chip" de diafragma de silicio. Cuando una corriente pasa a través del deformímetro y se le aplica una presión en ángulo recto, se produce un voltaje en dirección transversal. El sensor MPX cuenta con todo lo anterior, así como con circuitos para acondicionar la señal y para compensar la temperatura. El voltaje de salida es directamente proporcional a la presión. Existen sensores como el anterior para medir presión absoluta (las terminaciones del sistema de numeración MX son A, AP, AS o ASX), presión diferencial (terminaciones D o DP) y presión manométrica (terminaciones GP, GVP, GS, GVS, GSV o GVSX). Los sensores de presión absoluta tiene n diversas aplicaciones como altímetros y barómetros los sensores de presión diferencial para medir el flujo de aire, y los sensores de presión menométrica para medir la presión en motores y llantas.
Las cápsulas e pueden considerar como la combinación de dos diafragmas corrugados, con lo cual se logra una sensibilidad mucho mayor. Una pila de cápsulas forma un fuelle.
Otra forma diferente de deformación se obtiene usando un tubo con sección transversal elíptica. Al aumentar la presión en el tubo su sección transversal se vuelve más circular. Si este tubo tiene forma de C , que se genera se conoce como "tubo de Bourdon", la C se abre al aumentar la presión en el tubo. Si se utiliza la versión helicoidal de est tipo de tubo se obtiene mayor sensibilidad. Los tubos son de acero inoxidable y bronce fosforado y se usa para rangos de presión entre 10000 y 1000000000 Pa.
Sensores piezoeléctricos
Cuando un "material piezoeléctrico" se estira o comprime genera cargas eléctricas; una de sus caras se carga en forma positiva y la cara opuesta se carga en forma negativa. En consecuencia, se produce un voltaje. Los materiales piezoeléctricos son cristales irónicos que al estirarlos o comprimirlos producen una distribución de carga en el cristal que origina un desplazamiento neto de carga; una de las caras del material se carga positivamente y la otra, negativamente.
Estos sensores se usan para medir presión, fuerza y aceleración. Sin embargo, las aplicaciones deben ser tales que la carga producida por la presión no tenga mucho tiempo para su descarga espontánea o fuga y, por lo tanto, en general se le sutiliza para medir presiones transitorias en vez de presiones permanentes.
Sensor táctil
El sensor táctil o de tacto es una forma particular de sensor de presión. Se utiliza en ´las yemas de los dedos´ de las ´manos´de los robots para determinar en qué momento la ´mano´ tiene contacto con un objeto. También se utiliza en las pantallas ´sensibles al tacto´, donde se requiere detectar contactos físicos. En una modalidad de sensor táctil se utiliza una capa de fluoruro de polivinilideno piezoeléctrico (PVDF). Se usan dos capas de la película separadas con una capa suave, la cual transmite las vibraciones. A la capa inferior de PVDF se le aplica un voltaje alterno que produce oscilaciones mecánicas en la películas La película intermedia transmite estas vibraciones a la capa de PVDF de la parte superior. Debido al efecto piezoeléctrico, estas vibraciones producen un voltaje alterno a través de la película superior. Cuando se aplica presión a la película superior de PVDF se afectan sus vibraciones y se modifica el voltaje alterno de salida.
Sensores piroeléctricos
Los "materiales piroeléctricos", como el tantalato de litio, son materiales cristalinos que generan una carga como respuesta al flujo calorífico Si el material se calienta en un campo eléctrico a una temperatura justo por debajo de la temperatura de Curei, es decir, unos 610°C en el caso del tantalato de litio, y se deja enfriar el material al tiempo que se mantiene en medio del campo, los dipolos del material se alinean y este se polariza.
Los sensores piroeléctricos están formados por un cristal piroeléctrico polarizado cuyas caras tienen delgadas capas de metal como electrodos.
Fuerza
La balanza de resorte es un ejemplo de sensor de fuerza; en ella se aplica una fuerza, un peso, al platillo y ésta provoca un desplazamiento, es decir, el resorte se estira. El desplazamiento es entonces, una medida de la fuerza. Las fuerzas por lo general se miden con base en un desplazamiento.
Indicador de presiones con deformímetro
Una modalidad muy común de transductor para medir fuerza se basa en el empleo de deformímetros de resistencia eléctrica para monitorear la deformación de cierto elemento cuando éste se estira, comprime o dobla por la aplicación de una fuerza. A este transductor se le conoce como "indicador de presiones". Este es un tubo cilíndrico en el que se colocan deformímetros. Al aplicar fuerzas para comprimir el cilindro, los deformímetros producen un cambio de resistencia, el cual es la medida de la deformación y, por lo tanto, de las fuerzas aplicadas. Dado que la temperatura también produce cambios en la resistencia, el circuito acondicionador de señal que se utilice deberá eliminar los efectos debidos a la temperatura.
Presión de fluidos
En muchos de los dispositivos utilizados para monitorear la presión de fluidos de procesos industriales se monitorea la defromación elástica de diafragmas, cápsulas, fuelles y tubos. Los tipos de medición que se mide es relativa a una presión cero, es decir, el vació; presión diferencial, como la cual se mida una diferencia de presiones, y presión manométrica, en la que la presión se mide en relación con la presión barométrica.
En el diagrama hay una diferencia de presión entre ambas caras, pro lo que el centro del diafragma se desplaza. Un diafragma corrugado ofrece mayor sensibilidad. El movimiento del diafragma se monitorea mediante un sensor de desplazamiento que puede ser un deformímetro. ES frecuente utilizar deformímetros, dos para medir el esfuerzo en la dirección de la circunferencia y dos en dirección radial. Los cuatro deformímetros se conectan de manera que formen los brazos de un puente de Wheatstone. Es posible adherir los deformímetros al diafragma, peor también existe la opción de hacer un diafragma de silicio en el que los deformímetros son áreas especiales del diafragma con impurezas.
Otras forma de sensor de presión con diafragma de silicio es el que utilizan en los sensores de presión Motorola MPX. El deformímetro se integra, junto con un circuito resistivo, en un solo "chip" de diafragma de silicio. Cuando una corriente pasa a través del deformímetro y se le aplica una presión en ángulo recto, se produce un voltaje en dirección transversal. El sensor MPX cuenta con todo lo anterior, así como con circuitos para acondicionar la señal y para compensar la temperatura. El voltaje de salida es directamente proporcional a la presión. Existen sensores como el anterior para medir presión absoluta (las terminaciones del sistema de numeración MX son A, AP, AS o ASX), presión diferencial (terminaciones D o DP) y presión manométrica (terminaciones GP, GVP, GS, GVS, GSV o GVSX). Los sensores de presión absoluta tiene n diversas aplicaciones como altímetros y barómetros los sensores de presión diferencial para medir el flujo de aire, y los sensores de presión menométrica para medir la presión en motores y llantas.
Las cápsulas e pueden considerar como la combinación de dos diafragmas corrugados, con lo cual se logra una sensibilidad mucho mayor. Una pila de cápsulas forma un fuelle.
Otra forma diferente de deformación se obtiene usando un tubo con sección transversal elíptica. Al aumentar la presión en el tubo su sección transversal se vuelve más circular. Si este tubo tiene forma de C , que se genera se conoce como "tubo de Bourdon", la C se abre al aumentar la presión en el tubo. Si se utiliza la versión helicoidal de est tipo de tubo se obtiene mayor sensibilidad. Los tubos son de acero inoxidable y bronce fosforado y se usa para rangos de presión entre 10000 y 1000000000 Pa.
Sensores piezoeléctricos
Cuando un "material piezoeléctrico" se estira o comprime genera cargas eléctricas; una de sus caras se carga en forma positiva y la cara opuesta se carga en forma negativa. En consecuencia, se produce un voltaje. Los materiales piezoeléctricos son cristales irónicos que al estirarlos o comprimirlos producen una distribución de carga en el cristal que origina un desplazamiento neto de carga; una de las caras del material se carga positivamente y la otra, negativamente.
Estos sensores se usan para medir presión, fuerza y aceleración. Sin embargo, las aplicaciones deben ser tales que la carga producida por la presión no tenga mucho tiempo para su descarga espontánea o fuga y, por lo tanto, en general se le sutiliza para medir presiones transitorias en vez de presiones permanentes.
Sensor táctil
El sensor táctil o de tacto es una forma particular de sensor de presión. Se utiliza en ´las yemas de los dedos´ de las ´manos´de los robots para determinar en qué momento la ´mano´ tiene contacto con un objeto. También se utiliza en las pantallas ´sensibles al tacto´, donde se requiere detectar contactos físicos. En una modalidad de sensor táctil se utiliza una capa de fluoruro de polivinilideno piezoeléctrico (PVDF). Se usan dos capas de la película separadas con una capa suave, la cual transmite las vibraciones. A la capa inferior de PVDF se le aplica un voltaje alterno que produce oscilaciones mecánicas en la películas La película intermedia transmite estas vibraciones a la capa de PVDF de la parte superior. Debido al efecto piezoeléctrico, estas vibraciones producen un voltaje alterno a través de la película superior. Cuando se aplica presión a la película superior de PVDF se afectan sus vibraciones y se modifica el voltaje alterno de salida.
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