Transductores Electricos

Un transductor es un dispositivo capaz de transformar o convertir una determinada manifestación de energía de entrada, en otra diferente a la salida, pero de valor muy pequeños en términos relativos con respecto a un generador.

El nombre del transductor ya nos indica cual es la transformación que realiza (por ejemplo electromecánica, transforma una señal eléctrica en mecánica o viceversa). Es un dispositivo usado principalmente en la industria, en la medicina interna, en la agricultura, en robotica, en aeronáutica, etc., para obtener la información de entornos físicos y químicos y conseguir (a partir de esta información) señales o impulsos eléctricos o viceversa. Los transductores siempre consumen cierta cantidad de energía por lo que la señal medida resulta atenuada.

Transductor Electroacústico

Es aquel dispositivo que transforma la electricidad en sonido, o viceversa.

Son ejemplos de este tipo de artefactos son los micrófonos: estos son transductores electroacústicos que convierten la energía acústica (vibraciones sonoras: oscilaciones en la presión del aire) en energía eléctrica (variaciones de voltaje), un altavoz también es un transductor electroacústico, pero sigue el camino contrario: un altavoz transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.

La transducción o transformación de energía, se hace en dos fases. El modelo teórico de un transductor electroacústico, se basa en un transductor electromecánico y un transductor mecánico-acústico. Esto significa, que se estudia por un lado la transformación de la energía eléctrica en mecánica, ya que se genera un movimiento, y por otro lado se estudia la transformación de la energía mecánica en acústica, ya que el movimiento genera energía acústica.

Transductor Electromagnético

Es un transductor que transforma electricidad en energía magnética o viceversa. Por ejemplo, un electroimán es un dispositivo que convierte la electricidad en magnetismo o viceversa (flujo magnético en electricidad).

A veces este término es empleado erróneamente como sensor electromagnético, como los sensores de distancia de los taxímetros.

Transductor Electromecánico

Es un tipo de transductor que transforma electricidad en energía mecánica, o viceversa.

Un ejemplo puede ser cuando una bocina captora recoge las ondas sonoras y las convierte en energía, o cuando la cápsula fonocaptora de un tocadisco produce corrientes oscilantes producto de las vibraciones recogidas por la púa, también cuando un generador de energía es movido por una fuerza motriz (generalmente natural como las corrientes de agua o vientos), este entonces transforma esa energía mecánica en energía eléctrica.

Estas variaciones resultantes (ya sean eléctricas o magnéticas, dependiendo de la naturaleza del transductor), proporcionan (mediante un nuevo proceso de transducción) energía mecánica necesaria como para hacer girar un motor eléctrico o producir el movimiento de la aguja encargada de trazar el surco sobre el disco o cilindro durante el proceso degrabación mecánica analógica.

Algunos llaman transductor a los sensores de distancia de los taxímetros, también utilizados en los vehículos nuevos para medir la velocidad. Este nombre es incorrecto por dos motivos:

1. La finalidad no es la conversión de la energía, sino la recepción de las señales, por eso se le llama sensor.
2. Realmente no transforman la energía mecánica, sino que captan el movimiento por medio de otros métodos.

Transductor Electrostático 

Consiste en una membrana, normalmente mylar metalizado, cargada eléctricamente que hace la función de diafragma y que se mueve por la fuerza electrostàtica que se produce al variar la carga de dos placas entre las que se encuentra.

Transductor Fotoeléctrico 

Es un tipo de transductor que transforma luz en energía eléctrica o viceversa, por ejemplo es una cámara fotográfica digital. Estas vibraciones resultantes (ya sean eléctricas o lumínicas, dependiendo de la naturaleza del transductor), son importantes en los sistemas.

Transductores Magnetoestrictivos

Son todos aquellos que basan su funcionamiento en el fenómeno de la magneto estricción. Éste es un fenómeno reversible que se basa en el acoplamiento de fuerzas mecánicas y magnéticas, de manera que un material de este tipo ante la presencia de un campo magnético sufre ciertas modificaciones en su estructura interna, lo que produce pequeños cambios en sus dimensiones físicas. También una deformación de dicho material produce una variación de la inducción magnética.

Transductor Piezoeléctricos

Son aquellos que basan su funcionamiento en el fenómeno de la piezoelectricidad. Para su fabricación se utilizan materiales cerámicos como el Titano de Bario, aunque en un principio se usaban el Cuarzo o la Sal de Rochelle.

Mediante el efecto piezoelétrico directo a través de una fuerza externa se logra un desplazamiento de cargas lo que induce una corriente de desplazamiento y ésta un campo eléctrico. Éste es el fundamento de, por ejemplo, los micrófonos piezoeléctricos. Mientras que los altavoces piezoeléctricos aprovechan el efecto piezoeléctrico inverso, mediante el cual a través de un campo eléctrico (DDP externo) se produce una deformación mecánica, que convenientemente aprovechada, puede llegar a emitir sonidos.

Los aparatos que deben su funcionamiento al proceso de transducción piezoeléctrica, como los acelerómetros, mandos a distancia por ultrasonidos, ciertos sistemas sonar y muchos más aparte de los mencionados anteriormente.

Fibras Opticas

Las fibras ópticas son hilos muy delgados de vidrio o plástico que llevan luz de la localidad de envío a la localidad de recepción. La estructura cristalina de una fibra óptica permite a la luz de entrada seguir la trayectoria de la fibra con apenas una ligera atenuación, aun cuando la fibra dé vueltas. Una fibra óptica recubierta puede usarse como un alambre, pero sin la susceptibilidad del alambre a la interferencia eléctrica y magnética. La fibra es inmune a la captación de ruidos porque la señal que lleva no es eléctrica en su naturaleza, es luz.

Cortadores periódicos fotorresistivos.

Una aplicación interesante de las celdas fotoconductivas en le cortado periódico de una señal de voltaje de cd para su inserción en un amplificador de ca.

La celda fotoconductiva es una buena alternativa al método de interruptor mecánico vibrador usado en ese amplificador.

Acoplamiento Y Aislamiento Optico: Fototransistores, Diodos Emisores De Luz.

Un aislador óptico es básicamente una interfaz entre dos circuitos que operan a diferentes niveles de voltaje. El uso industrial más común del aislador óptico es como convertidor de señal entre dispositivos piloto de alto voltaje y circuitos lógicos de estado sólido de bajo voltaje. Los aisladores ópticos pueden usarse en cualquier situación en la que debe pararse una señal entre dos circuitos que están aislados eléctricamente entre ellos.

Fotoceldas Y Dispositivos Fotoeléctricos

Las fotoceldas son pequeños dispositivos que producen una variación en respuesta a un cambio en la intensidad de la luz. Las fotoceldas pueden clasificarse como fotovoltaicas o fotoconductivas.

Una celda fotovoltaica es una fuente de energía cuyo voltaje de salida varía en relación con la intensidad de la luz en su superficie. Una celda fotoconductiva es un dispositivo pasivo, incapaz de producir energía. Su resistencia varía en relación con la intensidad de la luz en su superficie.

Pirómetros Opticos

A temperaturas mayores de unos 2200° C (4000°F), los sensores de temperatura de contacto tienen una expectativa de vida tan corta que son imprácticos para uso industrial. En este rango tan alto es necesario medir la temperatura a distancia, midiendo la radiación electromagnética visible y/o invisible emitida por el cuerpo caliente.

La radiación electromagnética visible (luz) emitida por un cuerpo caliente se concentra en una frecuencia que es una indicación de la temperatura del cuerpo. Si se filtran ópticamente los componentes de frecuencia débiles de la luz radiada, un cuerpo caliente tomará un color que indica su temperatura. Puede usarse este comportamiento para determinar la temperatura de un cuerpo caliente ajustando la temperatura de una fuente de referencia de luz hasta que su color iguale el color del cuerpo caliente. Este es el principio de operación de un pirómetro óptico.

Ejemplos:

• Un micrófono es un transductor electroacústico que convierte la energía acústica (vibraciones sonoras: oscilaciones en la presión del aire) en energía eléctria (variaciones de voltaje).
• Un altavoz también es un transductor electroacústico, pero sigue el camino contrario. Un altavoz transforma la corriente eléctrica en vibraciones sonoras.
• Una cámara dígital es un transductor fotoeléctrico que convierte la energía lumínica transportada por los fotones en corriente eléctrica.
• Una pantalla de ordenador es también un transductor fotoeléctrico, aunque inverso al anterior. Ésta transforma la corriente eléctrica en energía lumínica a través de una matriz de puntos luminosos independientes.
• Los teclados comunes que transforman el impulso de los dedos sobre las membranas y éstas generan el código de la tecla presionada.
• El sistema de alarma de un automóvil, el cual transforma los cambios de presión dentro del vehículo a la activación de dicha alarma. Algunas de estas son termistores, galgas extensiométricas, piezoeléctricos, termostatos, entre otros.
• Un ventilador, que convierte la energía eléctrica en energía mecánica (movimiento del aspa del ventilador).
• Una estufa doméstica, transformando la energía eléctrica en térmica.
• El termopar, que convierte la energía térmica en energía eléctrica mediante la unión de dos alambres de distintos materiales, es un transductor termoeléctrico.