Inst. E y E 8 (Temperatura II-Sensores Termoresistivos) 1

INSTRUMENTACION

ELECTRICA Y

ELECTRONICA (VIII)INSTRUMENTACION INDUSTRIALINSTRUMENTACION INDUSTRIAL

TERMORRESISTENCIAS:TERMORRESISTENCIAS:

METALICAS Y SEMICONDUCTORASMETALICAS Y SEMICONDUCTORAS

Tomado de:

Principles of Measurement Systems; John P. Bentley; Cap 8; Pearson 2005

• La termorresistencia trabaja según el principio de que a medida que varía

la temperatura, su resistencia se modifica, y la magnitud de esta

modificación puede relacionarse con la variación de temperatura.

• Las termorresistencias de uso más común se fabrican de alambres finos

soportados por un material aislante y luego encapsulados.

• El elemento encapsulado se inserta luego dentro de una vaina o tubo

metálico cerrado en un extremo que se llena con un polvo aislante y se sella

con cemento para impedir que absorba humedad

Características resistencia

temperatura de los metales

comúnmente más usados.

En la mayoría de los metales la

resistencia se incrementa linealmente

con la temperatura en un rango

aproximado de – 100 a + 800 °C,

siguiendo la siguiente expresión:

RT = R0(1 + αT1 + βT2 + γT3 + …)

Donde:

R0 Ω es la resistencia a 0 ° C y α, β, γ son

coeficientes de temperatura de la

resistencia. La magnitud de los términos

no lineales suele ser pequeña.

Construcción típica de una sonda de platino

Un elemento de platino típico posee:

R0 = 100.0 Ω; R100 = 138.50 Ω; R200 = 175.83 Ω,

α = 3.91 × 10−3 °C−1 y β = −5.85 × 10−7 °C−2.

El cambio en la resistencia entre el punto de

congelación y el punto de evaporación, es

decir: R100 – R0 , es llamado intervalo fundamental, para el caso citado este

intervalo es de 38.5 Ω.

Un tipo de elemento se construye usando el arreglo parcial mostrado en la figura b. El

alambre de platino se enrolla en una espiral muy pequeña y se introduce en agujeros

axiales en una lámina aisladora de alta pureza. Una pequeña cantidad de vidrio adhesivo

se introduce en los agujeros y la unidad se somete a calor, con lo que se fijan en forma

segura cada vuelta a la lámina aislante. El diagrama también muestra un elemento

alojado en la funda de protección de acero inoxidable.

SENSORES DE TEMPERATURA.

La relación resistencia‐temperatura correspondiente al alambre de platino es tan reproducible que la termorresistencia de platino se utiliza como estándar internacional de temperatura desde ‐260 °C hasta 630 °C.

El aspecto exterior de las termorresistencias industriales es prácticamente idéntico al de las termocuplas.

Se aplican las mismas consideraciones ambientales y de instalación y se debe prestar la misma atención a los conceptos de presión, temperatura, ataque químico, abrasión, vibración, porosidad y velocidad de fluido, requiriéndose los mismos tipos de vainas de protección

El estándar IEC 751:1983 (BS EN 60751:1996) establece los límites de tolerancia en la variación máxima de la resistencia entre los elementos de platino a una temperatura dada. Para los elementos de la clase A los límites de tolerancia son ± 0.06 Ω a 0°C y ± 0.06 Ω a 200°C; para los elementos de clase B los límites de la tolerancia son ± 0.126 Ω a 0°C y ± 0.48 Ω a 200°C. La cantidad de potencia eléctrica disipada en el elemento debe ser limitada con el fin de evitarlos efectos de auto calentamiento; en un elemento típico de 10mW la potencia causa un aumento de temperatura de 0.3 °C.


Los elementos de termorresistivos hechos con materiales semiconductores son comúnmente conocidos como termistores. El tipo más comúnmente utilizado se prepara a partir de óxidos de elementos de transición del grupo del hierro, tales como cromo, magnesio, hierro, cobalto y níquel. La resistencia de estos elementos disminuye con la temperatura.

En la figura se muestra las características resistencia–temperatura típica de un termistor la cual puede ser descrita usando la siguiente relación:

Donde Rθ es la resistencia a una temperatura θ en Kelvin; K y β son constantes para el termistor. Una ecuación alternativa es:

Rθ = Rθ1(e)β(1/θ – 1/θ1)

Donde Rθ1 Ω es la resistencia referida a la temperatura θ1 K , usualmente:

θ1 = 25°C =298 °K.

Un termistor NTC típico posee una resistencia de 12 kΩ a 25°C (298 K), cayendo a 0.95 kΩ a 100°C (373 K), y β = 3750 °K. Los límites de tolerancia del fabricante en las figuras de arriba son de ± 7%, es decir ± 840 a 25 °C, y ± 5%, es decir ± 47.5 a 100 °C, que es mucho mas amplio que para los elementos de metal. La constante de tiempo del elemento es 19 segundos en aire y 3 segundos en aceite, y el efecto de auto calentamiento es 1 °C de aumento por cada 7 mW de energía eléctrica.


Los termistores con coeficiente de temperatura positivo (P.T.C.) son también viables; la resistencia de este elemento típico incrementa desde 100Ω a ‐55 °C hasta 10kΩ a 120 °C.

Se pueden usar polímeros de película gruesa como sensores termoresistivos para la medida de humedad y la temperatura. Estas son pastas que consisten en una matriz de polímero (por lo general epoxi, silicona o resina fenólica) que une las partículas de relleno.

Si el material de relleno es metálico, por ejemplo, partículas de plata o cobre, entonces la pasta tiene propiedades resistivas similares a un metal. Si se utilizan como material de relleno partículas de carbono, entonces, la pasta tiene propiedades de resistencia eléctrica de un semiconductor. Entonces se añaden disolventes para dar a la pasta las propiedades tixotrópicas de una tinta por lo que puede imprimirse en un sustrato (a menudo de alúmina). Tras el proceso de impresión, los disolventes se secan y las pastas se curan a temperaturas que no afectan a la estabilidad física y química de los sustratos. Los patrones impresos utilizados para pasta de carbón y plata se muestra en la figura a.


La figura (a) muestra los patrones impresos de pasta de carbono (izquierda) y pasta de plata (a la derecha)

Figura (b) muestra la variación de la resistencia con la temperatura para polímeros de carbón y plata.

Figura (c) Cambios en la resistencia de pasta de polímeros de carbono con la humedadrelativa

Los polímeros de plata muestran un incremento lineal en la resistencia con la temperatura. Esto se describe como una aproximación lineal:

RT = R0(1 + α T )

Una aproximación lineal alternativa para T entre 25 a 200 °C es: RT = R25(1 + α( T – 25) )

Donde α = 3.732 × 10−3 °C−1

En contraste la pasta de carbón curado a 220 °C muestra características de semiconductor o termistor, la constante β = 136 K.

(a)


Los polímeros de carbono muestran una variación de la resistencia con la humedad. La matriz de polímero absorbe el agua, haciendo que se hinche, esto provoca que las partículas de carbono embebidas en la matriz se muevan más lejos unas de otras, reduciendo así el número de caminos conductivos y por consiguiente el aumento de la resistividad del material.

La figura 8.4C muestra la variación en la resistencia con humedad en el rango de 30% a 90% para polímeros de carbono curados a 160°C y 200°C y operando a 25°C y a 60°C. La relación resistencia humedad tienen características no lineales, a mayor temperatura es mayor la no linealidad.

MEDIDORES DE ESFUERZOS RESISTIVOS: SEMICONDUCTORES Y METÁLICOS

Esfuerzo = F/A

Modulo de elasticidad= presión/tensión


Un extensímetro es un metal o elemento semiconductor cuya resistencia cambia cuando están bajo tensión. Podemos derivar la relación entre los cambios en la resistencia y la tensión considerando los factores que influyen en la resistencia del elemento. La resistencia de un elemento de longitud l, área de sección transversal A y ρ resistividad (Figura) viene dada por: R = ρL/A

En general en los extensímetro ρ, L y A

puede cambiar si el elemento es

tensionado, por lo que el cambio en la

resistencia, ΔR, está dado por:

Es decir dividiendo todo por R = ρl/A

El relación: Δl/l es la tensión longitudinal

eL en el elemento . Dado que el área

transversal es A = wt


Definimos ahora el factor del extensímetro, G, mediante la relación (variación

relativa de la resistencia)/(esfuerzo), es decir:

G = (ΔR/R0)/e

De donde:

ΔR/R0 = Ge relación resistencia/tensión de un medidor de tensión

donde R0 es la resistencia con la galga no tensionada. A partir de la ecuación

[8,13], el factor de calibración está dada por:

G = 1 + 2v + (1/e)(Δρ/ρ), donde ν es la elación de Poisson.

Los medidores de esfuerzo o tensión más comunes son del tipo unido o pegado, donde el medidor consta de una lámina metálica, cortada en estructura de rejilla mediante un proceso de fotograbado, y montada sobre una base de película de resina. El respaldo de la película se fija entonces a la estructura que se mide con un adhesivo adecuado. El medidor debe colocarse de modo que su eje activo esté a lo largo de la dirección de la tensión medida activa: el cambio en la resistencia, debido a una tensión dada, a lo largo del eje pasivo es muy pequeña en comparación con la producida por la misma tensión a lo largo del eje activo. Un medidor típico tiene:


Para la mayoría de los metales ν ≈ 0,3, y el término (1/e)(Δρ/ρ), que representa la

tensión inducida por los cambios resistividad (efecto piezorresistivo) es pequeño

(alrededor de 0,4), de modo que el factor total G del medidor es de alrededor de

2,0. Un metal muy común para los medidores de tensión es 'Advance', tiene 54%

de cobre, 44% de níquel y 1% de manganeso. Esta aleación tiene una resistencia con bajo coeficiente térmico (2x10‐5 °C‐1) y una expansión lineal con bajo coeficiente térmico. La temperatura interfiere modificando la entrada (Sección

2.2), y las propiedades anteriores aseguran que los efectos de la temperatura en

cero y la sensibilidad son pequeños.

Los medidores de deformación más comunes son del tipo unido, donde el

medidor se compone de una lámina metálica, cortada en una estructura de rejilla

por un proceso de fotograbado, y montado sobre una base de película de resina.

El respaldo de la película se fija entonces a la estructura a ser medida con un

adhesivo adecuado.


El medidor debe colocarse de modo que su eje activo esté a lo largo de la

dirección de la tensión medida activa: el cambio en la resistencia, debido a una

tensión dada, a lo largo del eje pasivo es muy pequeña en comparación con la

producida por la misma tensión a lo largo del eje activo. Un medidor típico tiene:

•Factor del medidor: de 2.0 a 2.2

•Resistencia no tensionada 120 ± 1 Ω

•Linealidad dentro del ± 0.3 %

•Máximo esfuerzo de tensión: +2x10‐2

•Máximo esfuerzo de compresión: ‐1x10‐2

•Máxima temperatura de operación: 150 °C

Con la máxima tensión de tracción tendremos que el cambio en la resistencia es:

ΔR = 4,8 Ω, y ΔR = ‐2.4 Ω a una tensión de compresión máxima. Con el fin de

evitar los efectos de autocalentamiento, se especifica un medidor de corriente

máxima entre 15 mA y 100 mA, dependiendo del área. Las galgas

extensiométricas o extensímetros no unidas (o pegadas) consisten de un alambre

metálico fino estirado sobre pilares, que se utilizan en algunas aplicaciones.


En los medidores de semiconductores el término piezorresistivo (1/e)(Δρ/ρ)

puede ser grande, produciendo grandes factores de medición. El material más

común es el silicio dopado con pequeñas cantidades de material tipo p o material

tipo n. Factores de medición de entre 100 y 175 son comunes para el silicio tipo

p, y entre ‐100 y ‐140 para silicio tipo n. Un factor de calibración negativo

significa una disminución de la resistencia para una tensión de tracción. Así, los

medidores semiconductores tienen la ventaja de una mayor sensibilidad a la

presión que los de metal, pero tienen la desventaja de una mayor sensibilidad a

los cambios de temperatura. Típicamente un aumento de la temperatura

ambiente desde 0 a 40 °C causa una caída en el factor del medidor de 135 a 120.

Asimismo, el coeficiente de temperatura de la resistencia es mayor, por lo que la

resistencia de un calibre típico sin tensión aumentará de 120 Ω a 20 °C a 125 Ω a

60 °C. Los elementos de medición de deformación se incorporan en los circuitos

de puente de deflexión.

SENSORES RESISTIVOS SEMICONDUCTORES PARA GAS.

Los sensores de óxido metálico tienen propiedades semiconductoras las cuales

son afectadas por la presencia de gases. La resistencia del óxido de titanio de

cromo es afectada por los gases reductores como el monóxido de carbono (CO) e

hidrocarburos; en el proceso de óxido‐reducción los átomos de oxigeno

reaccionan con las moléculas de gases reductores causando una decremento en

la conducción eléctrica y un incremento en la resistencia. Estos sensores son

operados a altas temperaturas por encima de la temperatura ambiente.

La figura muestra la típica construcción de un sensor de metal oxido usando

como tecnología de película delgada.

Un sensor típico de NOx tiene un rango de

temperatura ambiente de ‐20°C a 60°C y opera con una

potencia de 650mW. La resistencia típica es de 6 KΩ en

el aire, 39 KΩ en presencia de 1.5 ppm de NO2 y 68 KΩ

en presencia de 5.0 ppm NO2.

Un sensor típico de CO tiene un rango de temperatura ambiente de ‐20 °C a +60

°C y una potencia de operación de 650 mW. Su resistencia típica es de 53 KΩ en el

aire, 85 KΩ en presencia de 100 ppm CO y 120 KΩ en presencia de 400 ppm CO.


Las reacciones de los gases sensores ocurren en o cerca de la superficie de los

semiconductores de polímeros orgánicos, de tal forma que solo se requiere una

película delgada de material en un sensor. Las ftalocianinas metálicas

[phthalocyanines (MPc)], usadas en los sensores para detección de las bombas

caseras, tienen una alta sensibilidad a ciertos gases. Las películas delgadas de

MPc actúan como semiconductores tipo p donde la conductividad eléctrica es

debida a los agujeros positivos. Los gases receptores de electrones como el

dióxido de cloro o de nitrógeno, son absorbidos por la película y capturan los

electrones de la MPc. Esto causa un incremento de la densidad de agujeros libres

y un correspondiente incremento en la conductividad eléctrica por lo tanto un

decremento en la resistencia con respecto a la concentración de gas.

El metal M se elige de modo que tenga la mayor sensibilidad a un gas en

particular. Así, el plomo tiene la mayor sensibilidad al dióxido de nitrógeno (NO2)

y cobre la mayor sensibilidad al cloruro de hidrógeno (HCl).


Para que una película de ftalocianina de plomo detecte NO2, la relación entre la

resistencia R y la concentración [NO2] es aproximadamente logarítmica, es decir

log10R = – Klog10 (NO2) + a

Aquí K y a son constantes y concentraciones en el rango de partes por billón

(ppb). Una ftalocianina metálica dada responderá también a otros gases además

de aquel para el cual ha sido seleccionada: por ejemplo el cobre tiene una

respuesta máxima al HCl, pero también responde al NO2, Cl2 y H2S. Así, los otros

gases actúan como el medio ambiente que modifica e interfiere las entradas.

ELEMENTOS SENSORES CAPACITIVOS.

Los sensores capacitivos son un tipo de sensor eléctrico.

Los sensores capacitivos reaccionan ante metales y no metales que al

aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La

distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto

más elevada sea su constante dieléctrica. Estos sensores se emplean para la

identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de

controles de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos.


El capacitor o condensador más simple consta de dos placas metálicas paralelas

separadas por un dieléctrico o material aislante (Figura). La capacitancia de este

condensador de placas paralelas está dada por:

C = (εoεA)/d

donde ε0 es la permitividad del

espacio libre (vacío) de magnitud

8,85 pF m‐1, ε es la permitividad

relativa o constante dieléctrica

del material aislante, A en m2 es

el área de coincidencia o traslape

de las placas, y d en m es su

separación. A partir de , vemos

que C se puede variar cambiando

ya sea d, A o ε.

**


La Figura ** muestra los sensores capacitivos de desplazamiento para cada uno

de estos métodos. Si el desplazamiento x provoca que la separación de las placas

se incremente a d+x la capacitancia del sensor es:

C = (εoεA)/(d+1), Variable de separación del sensor de desplazamiento

es decir, existe una relación no lineal entre C y x. En el tipo de área variable, el

desplazamiento x hace que el área de superposición disminuya en la cantidad:

Δ A = wx , donde w es la anchura de las placas, dando:

C = [(εoεA)/(d)](A – wx), Variable área de desplazamiento del sensor

En la variable del tipo dieléctrico, el desplazamiento x cambia la cantidad de

material dieléctrico ε2 (ε2> ε1) que se inserta entre las placas. La capacitancia

total del sensor es la suma de dos capacitancias, una zona A1 y constante

dieléctrica ε1, y un área A2 y constante dieléctrica ε2, es decir:

Donde A1 = wx, A2 = w (l‐x), cuando w es el ancho de las placas,


Variable dieléctrica del desplazamiento del sensor:

Un sensor de presión capacitivo comúnmente utilizado se muestra en la figura

**. Aquí una placa se fija a un disco metálico, la otra es un diafragma flexible,

circular, sujetada alrededor de su circunferencia, el material dieléctrico es aire (ε

≈ 1). El diafragma es un elemento elástico de detección que se dobla en una

curva por la presión aplicada P. La deflexión y en cualquier radio r están dados

por:

donde

a = radio del diafragma; t = espesor del diafragma

E = módulo de Young; ν = relación de Poisson.

La deformación del diafragma significa que la separación media de las placas se

reduce. El incremento resultante en la capacitancia ΔC está dada por:


Donde d es la separación inicial de las placas y C = εoπa2/d es la capacitancia a

presión cero.

Variable de separación del sensor de desplazamiento tiene la desventaja de ser

no lineal (C = (εoεA)/(d+1)). Este problema se supera mediante el diferencial de

tres placas o sensor de desplazamiento de vaivén que se muestra en la figura **.

Este consta de una placa M se mueve entre dos placas fijas F1 y F2; si x es el

desplazamiento de M desde la línea de centro AB, entonces, las capacitancias C1

y C2 formadas por MF1 y MF2, respectivamente, serán:

Las relaciones entre C1, C2 y X son todavía no lineales, pero cuando C1 y C2 son

incorporados al puente de deflexión en A.C, la relación general entre la tensión

de salida del puente y X es lineal como lo muestra la anterior ecuación.


El elemento de detección mostrado en la siguiente Figura ** es un sensor de

nivel que consta de dos cilindros metálicos concéntricos. El espacio entre los

cilindros contiene líquido a la altura h del líquido en el recipiente. Si el líquido es

no conductor (conductividad eléctrica inferior a 0,1 cm μΩ‐3), se forma un

dieléctrico adecuado y la capacidad total del sensor es la suma de las

capacitancias del líquido y del aire. La capacitancia/unidad de longitud de dos

cilindros coaxiales con radios b y a (b>a), separadas por un dieléctrico ε es

2πε0ε/loge (b/a). Suponiendo que la constante dieléctrica del aire es la unidad, la

capacitancia del sensor de nivel está dado por:

El sensor puede ser incorporado a un puente de deflexión en A.C


El sensor final mostrado en la figura ** es un sensor de humedad capacitiva de

película delgada. El dieléctrico es un polímero que tiene la capacidad de absorber

moléculas de agua. El cambio resultante en la constante dieléctrica de la

capacitancia, por tanto, es proporcional al porcentaje de humedad relativa de la

atmósfera circundante. Un condensador de placa compuesto por una capa de

tantalio depositado sobre un sustrato de vidrio, a continuación se añade la capa

de polímero dieléctrico, seguido por la segunda placa, que es una capa delgada

de cromo. La capa de cromo se hace bajo tensión de tracción alta, de manera

que se rompe en un mosaico fino que permite que las moléculas de agua pasen

al dieléctrico. La tensión en el cromo también hace que el polímero se agriete

formando una estructura de mosaico. Un sensor de este tipo tiene un rango de

entrada de 0 a 100% de HR, una capacitancia de 375 pF a 0% de HR y una

sensibilidad lineal de 1,7 pF /%HR. La relación de capacitancia‐humedad es por lo

tanto una ecuación lineal: C = 375 + 1,7 pF RH.


El sensor final mostrado en la figura ** es un sensor capacitivo de humedad de

película delgada. El dieléctrico es un polímero que tiene la capacidad de absorber

moléculas de agua. El cambio resultante en la constante dieléctrica de la

capacitancia, por tanto, es proporcional al porcentaje de humedad relativa de la

atmósfera circundante. Un condensador de placa compuesto por una capa de

tantalio depositado sobre un sustrato de vidrio, a continuación se añade la capa

de polímero dieléctrico, seguido por la segunda placa, que es una capa delgada

de cromo. La capa de cromo se hace bajo tensión de tracción alta, de manera

que se rompe en un mosaico fino que permite que las moléculas de agua pasen

al dieléctrico. La tensión en el cromo también hace que el polímero se agriete

formando una estructura de mosaico. Un sensor de este tipo tiene un rango de

entrada de 0 a 100% de HR, una capacitancia de 375 pF a 0% de HR y una

sensibilidad lineal de 1,7 pF /%HR. La relación de capacitancia‐humedad es por lo

tanto una ecuación lineal: C = 375 + 1,7 pF RH.

La desviación máxima de esta línea es del 2% debido a la no‐linealidad y el 1%

debido a la histéresis.

ELEMENTOS SENSORES CAPACITIVOS.El sensor de presión capacitivo básico se muestra en la Figura ** tiene algunas limitaciones. Se compone de dos placas metálicas circulares o diafragmas, una flexible, una rígida, con aire como dieléctrico. Debido a que la constante dieléctrica ε para el aire es sólo 1, los cambios en la capacitancia, ΔC, causados por la presión, P, aplicada serán muy pequeños. Para aumentar ΔC, se puede reducir el espesor T de la placa flexible o diafragma, lo que da una mayor deformación y para una presión dada P, pero reduce la resistencia mecánica. Por otra parte muchos metales tienen una resistencia a la corrosión limitada. Estos problemas se pueden superar en gran medida mediante el uso de sensores de membrana cerámica llenados con líquido. Los líquidos dieléctricos tales como aceite de silicona tienen una ε mucho más alta que el aire, de manera que se pueden obtener cambios significativos en la capacitancia ΔC con desplazamientos pequeñas de la membrana, del orden de 10 micras. Estos pequeños desplazamientos, junto con menores módulo de Young para la cerámica respecto a los metales, significa que las membranas cerámicas se pueden hacer mucho más gruesas que los diafragmas metálicos ‐ típicamente entre 0,25 y 1,5 mm. Esto da una mayor resistencia mecánica y fácil mantenimiento, además, cerámicas tales como óxido de aluminio tienen una excelente resistencia a la corrosión.


Sensor de presión diferencial cerámico lleno con líquido


La presión del fluido de proceso P1 en la cámara de la izquierda y la presión P2 en

la cámara de la derecha está en contacto con la membrana cerámica. La

membrana está soportada en un sustrato cerámico. Las dos capacitancias C1 y C2

se forman utilizando planchas de oro y el aceite de silicona como dieléctrico. Un

aumento de la presión diferencial P1 – P2 hace que la membrana de la izquierda

se mueva hacia la derecha, causando que C1 aumente en ΔC. El cambio de

presión se transmite a través del fluido hacia la derecha, haciendo que la

membrana de la derecha se mueva hacia la derecha y C2 disminuya en ΔC. C1 y C2

se incorporan luego a un circuito puente de corriente alterna.

Los elementos sensores capacitivos están incorporados ya sea a un circuito

puente de deflexión A.C, a o a circuitos osciladores. Los sensores capacitivos no

son capacitancias puras, sino que tienen asociada una resistencia R en paralelo,

para representar las pérdidas en el dieléctrico, lo que tiene una influencia

importante en el diseño de circuitos, en particular con circuitos osciladores.


Por ejemplo, un sensor de humedad capacitivo típico tendría una resistencia en

paralelo de pérdida dieléctrica, R, de aproximadamente 100 kW a 100 kHz. La

calidad de un dieléctrico se expresa a menudo en términos de su "tangente de

pérdida”, tan δ, donde: tanδ = 1/ωCR

En este ejemplo, si C = 500 pF entonces δ ≈ 0,03. Q El "factor de calidad" del

circuito está dada por:

y por lo tanto depende fundamentalmente de R. Si la frecuencia natural f n del

circuito con el sensor de humedad anterior es f n = 105 Hz, entonces el factor Q

del circuito es de aproximadamente 30.

Se deben tomar precauciones para minimizar el efecto de la capacitancia del

cable y capacitancias parásitas en estos circuitos.

ELEMENTOS SENSORES CAPACITIVOS. FUNCIONES

La función del detector capacitivo consiste

en señalar un cambio de estado, basado

en la variación del estímulo de un campo

eléctrico. Los sensores capacitivos

detectan objetos metálicos, o no

metálicos, midiendo el cambio en la

capacitancia, la cual depende de la

constante dieléctrica del material a

detectar, su masa, tamaño, y distancia

hasta la superficie sensible del detector.

Los detectores capacitivos están construidos en base a un oscilador RC. Debido a

la influencia del objeto a detectar, y del cambio de capacitancia, la amplificación

se incrementa haciendo entrar en oscilación el oscilador.

El cambio de la capacitancia es significativo para una distancia grande. Si se

aproxima un objeto no conductor, solamente se produce un cambio pequeño en

la constante dieléctrica, y el incremento en su capacitancia es muy pequeño

comparado con los materiales conductores.

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