Transductores Resistivos
Son los sensores de presión más sencillos del grupo, su principio se basa en cambiar el valor de resistencia del transductor por efectos de los cambios de la variable física presión.
Principio basado en ley de Ohm
(P43)
(P44)
Figura P34.
La figura P35 ilustra otro ejemplo de ello.
Figura P35
(P45)
= Coeficiente de deformación elástico [adimensional]
= Longitud sin deformación sometida presión en el área de contacto superficial(Kg /cm2)
= Variación infinitesimal de longitud sometida a presión (Kg /cm2)
Figura P37.
Figura P38.
Cambios de resistencia variando resistividad
Es frecuentemente usado para medir presiones pequeñas (P < 2"H2O), su principio se basa en que la resistividad es función de la temperatura, y normalmente se utiliza para esto al puente de Wheatstone, ejemplo figura P39.
Variación de resistencia al variar la resistividad, usándose como sensor de alto vacio (presiones inferiores a 1 mmHg).
Figura P39.
Ventajas y desventajas de los sensores resistivos
Tabla P5.
El elemento de resistencia puede ser de:
-
Grafito depositado
-
Películas metálicas
-
Resistencias bobinadas
Este elemento es muy usado, ya que su eficiencia eléctrica es alta y genera salidas suficientes para alimentar otros elementos sin necesidad de amplificación. Su precisión es pequeña, del orden del 2%.
En la figura P38 se muestra otra aplicación de la variación de la resistencia en función de la longitud en una celda de diafragma.
Otra implementación donde la resistencia cambia al variar la longitud pero usando un fuelle con alimentación manométrica (Pg), ver figura P37.
Figura P36.
Se produce la deformación elástica cuando una carga (fuerzas) cambia la forma de un objeto de forma apreciable, pero sin que queden deformaciones permanentes cuando desaparece de nuevo dicha carga.
CELDAS VARIANDO LONGITUD: Para este caso se empleará un transductor primario (diafragma, fuelle o Bourdon), el cual funciona variando la longitud, y como consecuencia arroja el valor de la resistencia del instrumento en ese instante, ver figura P36, y su clase estará en función del elemento elástico usado.
Recordando que:
α = Coeficiente de dilatación térmica = variable según cada material (1/ºc)
T = Temperatura del material (ºc)
Formas de obtener cambios de resistencia cuando cambia la presión
1) Por cambios geométricos del sensor transductor (Longitud ó área).
2) Por cambios de la resistividad ( σ ), debido a pequeños cambios de temperatura al medir las variaciones de presión.
CELDAS VARIANDO ÁREA (A): Este principio dio origen, al teléfono, porque al variar la presión por la voz, hace variar la intensidad de la corriente, sin embargo, no podía dejar de tener problemas, se puede hacer referencia a esto por el efecto de Histéresis y la exagerada sensibilidad a las vibraciones, donde ambas se resolvieron posteriormente modificando la estructura del transductor, ejemplo figura P34.
Donde:
L = Longitud [m]
A = Área [m2]
σ = Resistividad (metal) es función de la temperatura, esto implica que