Buenos días estimados lectores.
El el día de hoy vamos a ver la las características estáticas y dinámicas de los sensores y transductores. Esto es un complemento a la teoría de sensores y transductores publicada anteriormente; anexo a esto estaremos hablando de los distintos tipos de sensores, de su funcionamiento y tal vez si queda tiempo de como fabricarlos de una forma casera, en donde nos ayudaremos con vídeos y demás para este fin. No siendo más empecemos.
Características estáticas y dinámicas de transductores y sensores.
Las características estáticas son los valores obtenidos cuando se presentan condiciones en estado estable, es decir, valores obtenidos una vez que el transductor se estabiliza después de recibir cierta entrada. La terminología que se trato en posts anteriores habla de este tipo de estado. Las características dinámicas hacen referencia al comportamiento en el momento que cambia el valor de entrada y cuando el valor que produce el transductor logra su valor de estado estable.Las características dinámicas se expresan en función de la respuesta del transductor a entradas con determinadas formas. Por ejemplo, en una entrada de tipo escalón, la entrada cambia bruscamente de 0 a un valor constante; en una entrada tipo rampa, la entrada se modifica a velocidad constante; o en una entrada senoidal con una frecuencia determinada. A continuación veremos unos términos necesarios para entender este tema.
- Tiempo de respuesta: es un tiempo el cual empieza a transcurrir después de aplicar una señal de entrada de tipo constante, una entrada escalón, hasta que el transductor produce una salida correspondiente a determinado porcentaje, como por ejemplo el 95% del valor de la entrada de la temperatura real un liquido.
- Constante de tiempo: es el 63.2% del tiempo de respuesta. La constante de tiempo de un termopar en el aire podría ser de 40s a 100s. La constante de tiempo es una medida netamente de la inercia del sensor y de que tan pronto reaccionará los cambios en su entrada. Cuando mayor sea la constante de tiempo más lenta será su reacción ante una señal de entrada variable. (Figura 2.3).
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| Figura 2.3: respuesta de una entrada tipo escalón. |
Tiempo de subida: es el tiempo que requiere la salida para alcanzar un porcentaje en concreto de la salida encontrándose en un estado estable. Comúnmente el tiempo de subida se refiere al tiempo que tarda la salida en subir del 10% al 90% o 95% del valor en estado estable.- Tiempo de estabilización: es el tiempo que tarda la salida del transductor o del sensor para estabilizarse a un porcentaje del valor determinado, por ejemplo, el 2% del valor en estado estable.
Para ilustrar lo anterior, considere los siguientes datos sobre como cambiaron con el tiempo las lectura de un instrumento, obtenidas en un termómetro hundido en un liquido con el tiempo t=0. Se requiere el tiempo necesario para el 95% de la respuesta.
La figura 2.4 muestra una gráfica de la variación de la temperatura en el tiempo que indica el termómetro. El valor del estado estable, es de 55°C y dado que 95% de 55 es 52.25°C, el tiempo de respuesta para el 95% es casi de 228 segundos.
Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz
Fuentes:
- Mecatronica,Sistemas de control electrónico en ingeniería mecánica y eléctrica., W. Bolton. Segunda edición. Alfaomega.
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