Como funcionan los transductores magneticos

Los transductores magnéticos son elementos electromecánicos capaces de medir la presión contenida en cualquier lugar.  Se explica cómo funcionan los transductores magnéticos, qué son y más.

¿Qué son los transductores magnéticos?

Son un tipo de dispositivos electromecánico que cuenta con la capacidad de medir la presión que en un lugar se contiene. Los elementos electromecánicos tienen una parte mecánica elástica y un transductor eléctrico que genera la señal correspondiente. La parte mecánica puede ser un espiral, un tubo de Bourdon, que transforman la presión en un mecanismo de fuerza.

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La parte del transductor eléctrico depende del instrumento que sea. Entre estos encontramos el transductor magnético que es sobre el que hablaremos. Existen ademas dos tipos de transductores magnéticos según el funcionamiento.

¿Para qué sirve un transductor magnético?

Su objetivo principal es la detección de las variaciones en un campo magnético como respuesta para un cambio de magnitud física. Por lo general son dispositivos que se usan como sensores de velocidad, posición y corriente eléctrica. Finalmente, se caracterizan por su posibilidad para una conmutación a distancias grandes, pero con equipos de una dimensión pequeña.

¿Cómo funciona un transductor magnético?

Un transductor magnético tiene por función detectar las variaciones en un campo magnético como respuesta a una variación en una magnitud física. Su principio de funcionamiento se da con base en el efecto Hall, así que también se conocen como sensores de Efecto Hall.

Para su funcionamiento se requiere que sean dispositivos de estado sólido, sin partes móviles, compatibles con circuitos analógicos y digitales, con un margen de temperatura amplio, gran repetibilidad y una frecuencia de funcionamiento que es relativamente alta.

Respecto al Efecto Hall, se describe como una consecuencia de la fuerza ejercida en una carga eléctrica en movimiento si s está sometida a una acción de un campo eléctrico y un campo magnético. En caso de que por muestra semiconductora circule una densidad de corriente J en perpendicular al campo magnético B, se va a dar una aparición de un campo eléctrico normal según el plano determinado por B y J. La conclusión principal del efecto Hall es que se puede utilizar para determinar características del semiconductor.

Tipo de transductores magnéticos

Los transductores magnéticos pueden tener dos tipos de funcionamientos distintos, pero los dos funcionan a base del movimiento del elemento mecánico haciendo variar un campo magnético.

  • Transductores de inductancia variable.
  • Transductores de reluctancia variable.

¿Cómo funcionan los transductores de inductancia variable?

El desplazamiento del elemento mecánico hace que se introduzca en una bobina un núcleo que aumentara de forma proporcional la inductancia de la bobina con respecto a la presión. Este presenta algunas ventajas como ser:

  • En la medición no se producen perdidas por rozamiento.
  • Se obtiene una respuesta lineal.
  • Son pequeños y de construcción robusta.

¿Cómo funcionan los transductores de reluctancia variable?

Esta consiste en un imán permanente que crea un campo magnético constante. El movimiento del elemento mecánico hace mover una armadura que están en el trayecto del campo magnético. El movimiento de esta armadura hace variar el flujo magnético, lo que produce una tensión en una bobina, proporcional al desplazamiento de la armadura y por lo tanto a la presión. Las ventajas de este instrumento son:

  • No existen perdidas por rozamientos.
  • Son sensibles a las vibraciones.
  • Sensibles a temperaturas.

Ventajas y desventajas de los transductores magnéticos

Las ventajas de esta clase de dispositivo son:

  • Su salida alta.
  • Baja histéresis porque no hay roce.
  • Respuesta lineal.
  • No requieren de ajustes críticos para el montaje.
  • Construcción robusta.

Las desventajas son:

  • Se van a excitar tan sólo con corriente alterna, así que el receptor debe funcionar con corriente alterna.
  • Necesitan de un gran desplazamiento del núcleo magnético.
  • Son sensibles a choques y vibraciones.

Aplicaciones del transductor magnético

En las áreas de producción o en la industria son necesarios.

  • Se pueden incorporan en un tractor para trabajar en conjunto con un sensor de flujo, sensor de humedad, radas y sensor de altura de cabezal.
  • En la industria automotriz para medir velocidades de rotación o para la detección de la posición de un elemento determinado.
  • En las alarmas para mantener vigilada una zona. Se emplean en especial en ventanas o puertas.

Como funciona el microscopio

El microscopio es un instrumento para la observación de organismos u objetos microscópicos o muy pequeños que no podemos ver con los ojos. Se explica cómo funciona, qué es, sus partes, para qué sirve y más.

¿Qué es un microscopio?

Se define como un instrumento para la observación de elementos microscópicos o microorganismos, los cuales por su diminuto tamaño no pueden ser percibidos por la vista humana. En ese sentido, la función del microscopio es la de aumentar el tamaño de los objetos a la vista, al conseguir que una imagen se perciba más grande ante el ojo.

¿Para qué sirve el microscopio?

Por la distribución de sus lentes y principio de funcionamiento, el microscopio óptico sirve para ver particular de un tamaño muy pequeño, indetectables para el ojo, pero que son claves en términos de investigación científica.

Tipos de microscopio | Principales

En términos generales son dos los tipos principales de microscopio: el óptico y el electrónico. Sobre ellos nos vamos a concentrar para explicar cuál es su funcionamiento. Unas líneas más abajo se detalles los demás tipos de microscopio.

Microscopio óptico – Basa su funcionamiento en lentes ópticas y se conoce a su vez como microscopio de luz. El microscopio óptico es un instrumento de observación muy utilizado por los científicos para analizar y observar partículas de muy pequeño tamaño. Hay que resaltar que son tan pequeñas que son indetectables por el ojo humano y es por eso que se necesita de la ayuda del microscopio para observarlas.

Microscopio óptico

Microscopio electrónico – Es un dispositivo que utiliza un haz de electrones para que se forme la imagen, por tanto, se diferencia del óptico al cambiar el haz de luz por estos electrones. Es de mucha utilidad en la actualidad, porque incorpora una cámara y un monitor que facilitan la observación, sin pasar por alto que puede contar con un sistema de digitalización que permite guardar las imágenes.

Microscopio electrónico

¿Cómo funciona el microscopio óptico?

El funcionamiento del microscopio óptico se da con base en su sistema de lentes. El más común es el microscopio óptico compuesto en la actualidad, en donde se combinan por lo menos dos juegos de lentes, el objetivo y ocular. Detrás de la muestra está una lámpara que con su luz va a atravesar la muestra y formar una imagen en el objetivo que se amplía y proyecta al ocular. El modo en que funciona el objetivo se puede asimilar al funcionamiento del lente de un proyector de cine, por ejemplo.

La imagen que se proyecta por el objetvio se va a formar en el aire entre el objetivo y el ocular. Es esa imagen la que se denomina imagen primaria o imagen aérea. La misma va a alcanzar al siguiente juego de lentes, el ocular, que actúa como una lupa para que se amplíe la imagen primaria, denominándose como imagen segundaria, que es la que alcanza el observador con su retina.

Cómo funciona el microscopio óptico

Hay que tener en cuenta que esa imagen que ve el observador se conoce como imagen virtual, porque se percibe como si se tuviese un plano que va más allá del objeto real que se observa. En conclusión, el funcionamiento del microscopio óptico ocasiona que se den dos ampliaciones del a imagen, una en el objetivo y después en el ocular.

¿Cómo funciona el microscopio electrónico?

El microscopio electrónico emplea un haz de electrones para que se forme una imagen en lugar de un haz de luz como ocurre con el microscopio óptico. Cuenta con una columna para que se emitan los electrones, una cámara para que se aísle el objeto que se quiere observar y así realizar la medición correcta, y un monitor con el que se observa la imagen final. En ciertos casos hay un sistema de digitalización para almacenar las imágenes en formato digital y usarlas posteriormente.

Ahora bien, es desde la columna en la parte superior en la que hay un cañón que cuenta con un filamento de tugsteno, para así emitir los electrones continuamente. El haz pasa al ánodo que es un polo positivo con el que se direccionan los electrones y al final una lente condensadora con una bobina deflectora, garantizando que el filtrado de los electrones se dé y se logre una imagen que va de punto a punto.

Respecto a la cámara, va a contener la muestra o el objeto para observar. El haz de electrones pasa por la muestra y así se crea una señal o reacción de electrones en cuanto toca la muestra. Para que se vea la señal, se requiere el detector de electrones secundarios con el que se interpreta la señal ya mencionada. Será el detector el que va a ir recolectando los datos para su amplificación y dar una forma en que se los pueda ver.

En cuanto al monitor, en él se muestra la imagen ya lista debido al trabajo del detector de electrones secundarios, en otras palabras, una imagen definida.

Partes de un microscopio

  • Ocular – Es el lente que se encuentra cerca del ojo del observador. Este es el que capta y amplia la imagen formada en los objetivos
  • Objetivos – Lente que se encuentra situada en el revolver. Amplia la imagen y permite ver a través de los oculares.
  • Diafragma – Regula la cantidad de luz que llega al condensador.
  • Condensador – Lente que concentra los rayos luminosos.
  • Foco – Dirige los rayos de luz hacia el condensador.
  • Revólver – Es quien contiene los objetivos con los distintos aumentos y va rotando para poder utilizar un aumento o el otro, y los va alineando con el ocular.
  • Tornillos macro y micrométrico – Son tornillos para enfocar, van a mover la platina o el tuvo de arriba abajo. Con el macrométrico se dan desplazamientos amplios para el enfoque inicial y el micrométrico son los desplazamientos cortos en un enfoque preciso.
  • Platina – Plataforma horizontal con un orificio al centro, en la que se ubica una preparación con la que se da paso a los rayos que proceden de la fuente de iluminación que se sitúa debajo.
  • Brazo – Estructura con la que se sujeta el tubo, platina y tornillos de enfoque.
  • Base o pie – Parte inferior del microscopio que hace que se mantenga en pie.

Partes del microscopio

Tipos de microscopio

Entre los tipos de microscopio óptico se pueden identificar:

  • Microscopio compuesto – Es la versión elemental en la que se usan dos o más lentes para que se logre la imagen aumentada. Es una denominación que se utiliza en contraposición a la de simple para los microscopios que usan una sola lente y se conocen como lupa.
  • Microscopio monocular – Sólo dispone de un ocular y por ende permite observar la muestra tan sólo por un ojo. Es muy sencillo y por eso lo usan más que nada estudiantes o aficionados.
  • Microscopio binocular – Cuenta con dos oculares para que se usen ambos ojos. La imagen se divide en dos con un prisma óptico.
  • Microscopio trinocular – Tiene dos oculares que son necesarios para ver la muestra con dos ojos y un ocular más que conecta a una cámara para que se capturen imágenes.
  • Microscopio digital – Tiene una cámara en vez de un ocular, así que se captura digitalmente la imagen de la muestra.
  • Microscopio USB – Es una versión digital sencilla y de bajo coste. El aumento en este caso es bajo, pero es útil para labores cotidianas.
  • Microscopio invertido – La posición de la fuente de luz y el objetivo es opuesta a la de un microscopio convencional, por tanto, la muestra se ilumina desde arriba y el objetivo en el sector opuesto. Por ende, su ventaja es que se puede observar lo que hay de fondo.
  • Microscopio estereoscópico – Es binocular y se equipa con dos oculares. Se diferencia del binocular convencional porque la imagen en cada ocular es distinta, así que si se combinan ambas se da un efecto de tres dimensiones.

Por otro lado está el microscopio electrónico que como se ha mencionado unos párrafos antes, es otro de los tipos principales:

Microscopio electrónico – En este caso el objeto o muestra es iluminado con electrones y no con una luz visible. Se usan los electrones para cubrir la muestra que se sitúa en una cámara de vacío. Por su funcionamiento se requiere la captación de los electrones que se van dispersando, para así lograr una recreación de la imagen.

Finalmente, otros tipos de microscopios que se pueden identificar son:

  • Microscopio de luz ultravioleta – La iluminación de la muestra o el objeto es con luz ultravioleta (UV). Respecto a la longitud de onda de esta clase de luz es más corta en comparación con la visible. Consigue una resolución mejor y un contraste mejor. Permite la observación de las muestras que a simple vista parecen transparentes, al menos con luz visible.
  • Microscopio de luz polarizada – En este caso se añaden un par de polarizadores. La dirección de la luz en este va a ser concreta y es de utilidad para observar rocas, minerales y objetos cristalinos.
  • Microscopio de fluorescencia – Se utilizan sustancias fluorescentes para la generación de la imagen del objeto. Se aplica una iluminación en la muestra con la lámpara de xenón o de vapor de mercurio. Ya que se debe aislar la luz que proviene del objeto, se emplean una serie de filtros especiales.

Tabla o capacidad de aumento del microscopio óptico

En la tabla que se muestra a continuación, se puede ver el aumento total del microscopio de acuerdo con los valores estándar que hay en el aumento de los objetivos y un ocular. Los valores van a corresponder con el aumento útil, el cual se resalta en color verde, mientras que el aumento vacío se indica con un color rojo.

Para aclarar, sólo se enseñan los aumentos contenidos entre 500 y 1000 veces por la apertura mecánica. En cuanto al valor del paréntesis en la columna de objetivos, la apertura numérica habitual que corresponde al número de aumentos.

Tabla de aumento del microscopio óptico

Capacidad de aumento del microscopio electrónico

A causa de la difracción de la luz, los microscopios ópticos se limitan a un aumento de máximo 1500x. En términos físicos, la limitación descrita se da a raíz de la longitud de la onda de luz. Si se piensa en los microscopios electrónicos, la muestra no se ilumina con un haz de luz, sino con un haz de electrones.

La longitud de onda para la iluminación puede ser de 100000 veces más pequeñas que un microscopio óptico. En otras palabras, el aumento es superior y podría alcanzar los 10000000x.

Aplicaciones del microscopio

Es un instrumento que ha sido de gran utilidad en los campos de la ciencia en los que la estructura y organización microscópica son importantes, por tanto, se los ha incorporado con éxito en estas investigaciones, como: química, física, geología y biología.

Desde tiempos recientes se lo usa en histología y anatomía patológica porque la microscopia permite ciertas aplicaciones diagnósticas como por ejemplo diagnosticar con más certeza el cáncer, pigmentos, estructuras cristalinas, proteínas, lípidos, depósitos óseos, etc.

  • En la geología para los estudios estructurales y morfológicos de las muestras.
  • En el estudio de minerales.
  • En la metalurgia en control de calidad o estudios de fatiga.
  • En la odontología.
  • En la arqueología y paleontología para caracterizaciones.
  • En procesos de control de calidad.
  • En los peritajes.
  • En la medicina forense.
  • En la botánica, medicina y biomedicina.
  • En las peritaciones caligráficas como los estudios de trazos.
  • En la electrónica para el control y calidad de partes.

¿Quién inventó el microscopio?

Un comerciante de origen holandés, Anton Van Leeuwenhoek, que es conocido como el padre de la microbiología. En sus tiempos ya había microscopios rudimentarios, pero este hombre fue capaz de desarrollar lentes con más calidad, así que hubo un avance significativo con su trabajo. Él fue quien vio por primera vez las bacterias y los glóbulos rojos.

Con el tiempo se mejoró el microscopio y durante los siglos XVIII y XIX mejoró notablemente. Carl Zeiss fue un fabricante muy importantes, en donde su empresa ayudó en la modernización de los microscopios, en particular porque se apoyó en teorías ópticos de Ernst Abbe, un físico.

Como funciona la guitarra electrica

La guitarra eléctrica es un instrumento musical armónico de cuerdas, que como su nombre indica, depende de la energía eléctrica para funcionar. Se explica cómo funciona la guitarra eléctrica.

¿Qué es la guitarra eléctrica?

Este instrumento consta de cuerdas que generan una vibración en el aire que es la captada por el instrumento, transformada en electricidad. Luego esta energía eléctrica es transportada a un amplificador. Para su funcionamiento el instrumento trabaja con inducción electromagnética, que es el fenómeno que utiliza para transformar las vibraciones de las cuerdas en electricidad que luego llegara a los amplificadores.

¿Cómo funciona la guitarra eléctrica?

La guitarra eléctrica es un instrumento musical armónico que se vale del principio de inducción electromagnética, para lograr así que se convierta la vibración de las cuerdas en señales eléctricas. Después de ello y gracias a la intervención del amplificador, las señales se convierten en sonido.

En los primeros diseños de las guitarras eléctricas se usa el mismo modelo que en las acústicas al montar una pastilla microfónica o una pastilla simplemente. Sobre esa pastilla en esencia se trataba de un imán que se envolvía con un hilo de cobre para formar una bobina. Buscando que la pastilla funcione se requiere de cuerdas metálicas (no de tripa de cerdo o nylon como en la guitarra clásica).

Respecto a las cuerdas metálicas, hay que mencionar que al moverse dentro del campo magnético que se produce con el imán, es cuando se genera la corriente eléctrica deseada, en este caso inducida en la bobina. En otras palabras, las cuerdas vibran al acercarse y alejarse del imán de la pastilla. Por ende, se da una corriente inducida que va modificando su polaridad, en otras palabras, es corriente alterna.

Sobre la corriente alterna que se consigue, va a oscilar con las mismas frecuencias que se dan en las cuerdas. Por tal motivo, el funcionamiento de la guitarra eléctrica nos muestra que la corriente alterna se amplifica y se envía a un altavoz, el cual va reproduciendo sonidos con las mismas variaciones y frecuencias (que son dinámicas) que se dan en las cuerdas.

La clave de la transformación de las vibraciones de la cuerda en electricidad es la interacción entre estas y las pastillas. Las pastillas son los componentes fundamentales de esta transformación. Las pastillas están constituidas por 6 imanes y una bobina. Los imanes producen un campo magnético estable, hasta que las cuerdas son rasgueadas, generando una distorsión en ese campo magnético.

Esta distorsión, gracias a las leyes de la física, genera una corriente en la bobina. La corriente comienza a oscilar siguiendo el movimiento de las cuerdas. Por lo que, si tocamos la nota LA, la guitarra vibrara a 400 Hz haciendo que la corriente oscile a 400 Hz y cuando sea transmitido al amplificador, este entienda que es la nota LA.

Partes de la guitarra eléctrica

  • Cuerpo – Con frecuencia es de madera. En modelos modernos y alternativos se usa fibra de carbono, hierro o materiales sintéticos.
  • Mástil – Se suele hacer con piezas de madera. Su objetivo es el de contrarrestar la tensión de las cuerdas y mantener la linealidad del mismo.
  • Clavijero – Está arriba del mástil y allí se ubican las clavijas. A su vez, allí se agarran las cuerdas.
  • Traste – Son unas finas tiras de metal que se incrustan en el diapasón del mástil.
  • Tensor – Hace parte del mástil. Se conoce también con el nombre de alma.
  • Marcadores de posición – Para facilitar el uso del instrumento.
  • Puente – Es un punto fijo desde el que se sostienen las cuerdas de la guitarra.
  • Ceja – Es una barra transversal que se sitúa al comienzo de la pala y que es un apoyo para las cuerdas.
  • Diapasón – Es una pieza de madera que se fija sobre el mástil y en la que se insertan los trastes.
  • Cápsulas – Son conocidas también como pastillas. Su tarea es la de captar el sonido de las cuerdas como un micrófono lo haría. Captan las variaciones en el campo magnético y se transmiten como señales. Son la clave de cómo funciona una guitarra eléctrica.
  • Perillas – Son los controles de volumen y tono de la guitarra eléctrica.
  • Puente – Es un punto más de fijación para las cuerdas, al igual que los clavijeros.

Amplificación de la guitarra eléctrica

Es un proceso mediante el cual se va a multiplicar la señal eléctrica para que se pueda hacer audible por parte de los medios electrónicos. Es un procedimiento que se da en distintas etapas hasta que logra llegar al altavoz, ya que es la última parte de la cadena.

Finalmente, hay que aclarar sobre la amplificación de la guitarra eléctrica, que su timbra se modifica por cuatro factores principales: la guitarra, pastillas, etapa de potencia y los altavoces.

¿Quién inventó la guitarra eléctrica?

La invención del instrumento se le atribuye a Lester William Polfus que es más conocido como Les Paul, persona que sin saberlo la creó, en conjunto con la aparición del amplificador de guitarra en el año 1935.

De todos modos, los primeros modelos fueron de Bigsby e inclusive antes que Gibson creara la Les Paul, ya se había creado la primer Broadcaster de Leo Fender, que fue la que se produjo en serie inicialmente en la industria.

Diferencia entre guitarra eléctrica y guitarra criolla o común

La diferencia entre la guitarra criolla o común y la guitarra eléctrica es como es amplificado el sonido que genera. Mientras que la criolla lo amplifica con su caja hueca, sin utilizar electricidad, la guitarra eléctrica hace todo lo contrario.

En otras palabras, la guitarra acústica suena porque tiene una caja de resonancia con la que las vibraciones de sus cuerdas se amplifican, es decir, la caja es la que asume la función de un altavoz para que el sonido se proyecte. Por parte de la guitarra eléctrica se genera una corriente alterna que va oscilando con la misma frecuencia de las cuerdas, para después amplificar la corriente alterna que es enviada a un altavoz para que se pueda reproducir el sonido en las mismas variaciones y frecuencias.

Como funciona un transductor resistivo de presion

El transductor resistivo o de presión se utiliza para medir presiones, tanto bajas como altas. Se explica cómo funciona, qué es, para qué sirve y más.

¿Qué es un transductor resistivo?

Son descritos como las más sencillos y su principio de funcionamiento se da con base en la variación de la resistencia que se produce en una resistencia bobinada según sea la posición de un cursor, que va desplazándose a modo de potenciómetro de acuerdo con la presión aplicada.

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De este modo, mediante corrientes con un voltaje determinado el valor de presión medido por el sensor, que generalmente es un elemento elástico, se calcula el valor de la presión. Es resistivo ya que se varia el valor de una resistencia.

Transductor resistivo

¿Para que sirve el transductor resistivo o de presión?

En el caso de un transductor resistivo de presión permite medir la presión que tiene determinado fluido que puede estar en un tanque o pasar por una tubería. Ademas con este dispositivo tenemos la posibilidad de transmitir el valor a largas distancias mediante corriente eléctrica.

¿Cómo funciona un transductor resistivo de presión?

El transductor resistivo de presión es uno de los transmisores eléctricos más sencillos tanto en su composición como su funcionamiento. Consiste en un elemento elástico, que puede ser un tubo bourdon o cápsula, que al desplazarse debido a la presión que se mide, hace variar la resistencia ohmica de un potenciómetro.

Existen varios tipos de potenciómetros dependiendo del material y cómo sea la resistencia. Pueden ser de grafito, de resistencia bobinada, de película mecánica y de plástico moldeado.

En cuanto a la señal de salida del transductor resistivo hay que mencionar que es muy potente, razón por la que no se requiere de una etapa de amplificación en su salida. De todos modos, son insensibles a variaciones pequeñas del cursor y son sensibles a las vibraciones. No suelen ser muy estables.

Medición con los transductores resistivos o de presión

En cuanto al principio de medida del transductor resistivo o de presión ocurre a partir de la resistencia inducida por una deformación según la presión. Esa resistencia del conductor eléctrico se define por la ecuación:

Ecuación de transductor resistivo

Respecto a la tracción del conductor, va a ir aumentando la longitud y reducir la superficie de sección con una consecuencia que aumenta la resistencia eléctrica, pues la resistencia específica va a permanecer constante. Con una deformación que se provoca por contracción se presenta un efecto contrario. Para que se dé el principio se usa un cuerpo base el cual se deforma de modo controlado al ser sometido a presión.

Cintas del transductor resistivo

Aplicaciones del transductor resistivo

  • Para solucionar problemas de medida, en particular de presión.
  • Medidas de posición y de desplazamientos.
  • Medidas de otras magnitudes físicas: aceleración, fuerzas, velocidad angular o presión.
  • En procedimientos o investigaciones biomédicas.

Como funciona la placa orificio

La placa orificio es un dispositivo capaz de medir el flujo que pasa por una tubería. Se usa en muchas industrias y a continuación se explica cómo funciona una placa de orificio.

¿Qué es una placa de orificio?

Una placa de orificio es un dispositivo mediante el cual se va a medir un caudal de un fluido que va a estar pasando por una tubería. Por lo tanto, consta de un disco con un orificio en la zona central y se va a ubicar en perpendicular a la tubería.

En conclusión, la placa de orificio es un elemento de medición primario, el cual se usa con frecuencia por las facilidades que brinda, su bajo coste, mantenimiento que es casi nulo y una gran eficiencia.

Cómo funciona una placa de orificio

¿Para qué sirve una placa de orificio?

La placa de orificio sirve para la medición de un caudal, en cuyo caso se va a ubicar en un tubo común, para que así se conozca el caudal del fluido que le está atravesando.

Por lo general la placa de orificio se emplea en las aceiteras, industrias químicas, calderas, en procesos de producción en los que se quiere conocer el caudal de un fluido y por supuesto en el tratamiento y distribución del agua o gas.

¿Cómo funciona una placa de orificio?

La placa orificio es básicamente una placa perforada que se coloca en una tubería. Es un dispositivo que se basa en el efecto Venturi, el cual consiste en una clase de fenómeno con el que al disminuir la presión de un fluido que va atravesando una tubería y se incrementa su velocidad por una disminución del diámetro en la tubería.

Acto seguido, con la placa de orificio se van a colocar dos tomas, una se conecta en la parte anterior y otra en la parte posterior de la placa. Pueden tener distintas variaciones, dependiendo del fluido.

Como funciona la placa orificio

Estas tomas captan la presión diferencial que se genera, la cual va a ser proporcional al cuadrado del caudal usando los principios de Bernoulli y Venturi para relacionar la velocidad con la presión del fluido.

Tipos de placa de orificio

  • Placa de orificio concéntrica – Son placas en las que el orificio del disco está en el centro del mismo. Es de aplicación universal para todos los fluidos limpios.
  • Placas de orificio concéntricas cónicas – El orificio y las placas concéntricas se van a situar en el centro del disco, sólo que en este caso el diámetro del orificio se va a ir reduciendo según el fluido atraviese el disco. Se usan para fluidos en los que hay un alto número de Reynolds, o sea, fluidos que se tienden a comportar de modo turbulento.
  • Placas de orificio excéntricas – Son las que el orificio no está en el centro del disco, sino levemente hacia abajo. Se usan para las tuberías con un diámetro pequeño.
  • Placas de orificio concéntricas segmentadas – Es la diferencia central con las placas concéntricas, porque el orificio no es un círculo, sino que se segmenta, para formar un semicírculo. Se utiliza para medir fluidos que contienen partícular.

Partes de una placa de orificio

  • Disco – Es sólido.
  • Orificio – Se encuentra en el disco y es por aquí donde se hace pasar el fluido.

Características de una placa de orificio

  • Logra soportar temperaturas de hasta 800 °C.
  • Puede trabajar con fluidos a presiones de hasta 400 Bar.
  • Su exactitud es de un 0.5% de la medición para un caudal.

Aplicaciones de la placa de orificio

Son miles las aplicaciones que puede tener, pero por su principio de funcionamiento por lo general se emplea para:

  • Las calderas
  • En las industrias químicas
  • En las aceiteras
  • En las industrias de bebidas
  • Para el tratamiento o distribución de: agua y gas
  • Cuando se quiere conocer el caudal de un fluido para procesos de producción

Ventajas y desventajas de la placa de orificio

La ventaja de la placa de orificio es que se trata de una herramienta de bajo coste si se busca medir caudales, sabiendo que el sacrificio de ese ahorro es que se pierde en precisión.

Las desventajas de la placa de orificio son:

  • No es adecuada para medir fluidos con sólidos en suspensión.
  • No es una opción que convenga para medir vapores. Se requiere de una perforación en la zona inferior.
  • El comportamiento en su utilización con los fluidos viscosos no es correcto, ya que la placa es calculada para una temperatura en particular y con una viscosidad específica.
  • Ocasiona pérdidas de presión mayores si se compara con otros elementos primarios al medir flujos.

Diferencia entre una placa de orificio y tubo Venturi

El tubo Venturi y la placa de orificio se usan para medir un caudal. El cambio sólo se da en el funcionamiento que emplean ambos dispositivos. La diferencia es que en el tubo Venturi se da una disminución de la sección del tubo, la cual se realiza de modo directo por el tubo.

Tubo de Venturi

Es decir, en el caso del tubo Venturi se trata de un tubo especial con un punto de disminución de la sección, a diferencia de la placa de orificio, en la que se va a colocar en un tubo común, para que así se conozca cuál es el caudal del fluido que lo está atravesando.

Como funciona un manometro de Bourdon

El manómetro de Bourdon es uno de los más primitivos y a partir del cual comenzaron a construirse otros tipos con el correr del tiempo. Fue inventado en 1849 por el ingeniero francés Eugene Bourdon.

¿Qué es un manómetro?

Se define como manómetro a un instrumento para medir la presión en fluidos que pueden ser gases o líquidos, en un circuito cerrado. Su tarea es medir la diferencia que se da entre la presión real (o absoluta) y la presión atmosférica. El manómetro de Bourdon es uno de los varios tipos de manómetros que existen.

¿Qué es un manómetro de Bourdon?

Los manómetros son instrumentos de medición que se usan para medir la presión en determinados lugares. Miden la presión manométrica, que se define como la presión total que tiene el gas menos la presión atmosférica, por tanto, desprecia la presión atmosférica.

Consiste en un tubo aplanado con el que se forma una sección circular de unos 270° aproximadamente. En un extremo del tubo se sella y queda libre de sus desplazamientos, mientras al otro extremo se lo fija y está conectado a la cámara o a un conducto en el que la presión se mide.

Manómetro de Bourdon

¿Cómo funciona un manómetro de Bourdon?

El manómetro de Bourdon se basa en el funcionamiento del tubo de Bourdon. Este es un mecanismo muy simple que consta de un tubo de forma semicircular. Uno de sus extremos está cerrado, mientras que el otro se encuentra conectado a la fuente de presión.

Cuando la presión es aplicada por la parte del tubo abierta, este tiende a enderezarse. Este movimiento es transferido a una aguja que se moverá en forma proporcional a la presión dentro del tubo. Se resalta que la aguja se va a situar delante de una plantilla con las indicaciones del valor de la presión según se relacione con la posición que tenga la aguja.

¿Para qué sirve un manómetro de Bourdon?

El manómetro de Bourdon sirve del miso modo que los demás manómetros, aunque este es una versión primitiva, para medir la presión de un lugar en particular. En ese sentido, se encarga de medir la presión manométrica, la cual se comprende como la presión total que un gas tiene menos la presión atmosférica, así que la presión atmosférica es despreciada.

Se recuerda que los manómetros son muy usados en sitios en los que se necesita medir la presión, pero sin el efecto que la presión atmosférica puede ocasionar, como por ejemplo ocurre con la presión de un gas en un tubo.

Partes de un manómetro de Bourdon

  • Una aguja.
  • Muelle Bourdon.
  • Una terminal.
  • Un tirante.
  • Un segmento dentado.
  • El movimiento.
  • Un portamuelles.

Como funciona un manometro de Bourdon

Tipos de manómetro de Bourdon

  • Manómetro Bourdon Estándar – Son los más adecuados para los medios gaseosos o líquidos en los que hay una baja viscosidad y no son cristalizantes, siempre que no se dé un ataque a las aleaciones de cobre. Su rango va a incluir los valores entre 0,6 y 1.000 bar.
  • Manómetro con resistencia contra corrosión aumentada – Se fabrican en su totalidad en acero inoxidable. Son ideales para la medición de presiones que son entre 0,6 a 7.000 bar.

Como funciona un pirometro

El pirómetro es un instrumento con el que se mide la temperatura de una sustancia sin que esté en contacto con ella. Explicamos cómo funciona un pirómetro.

¿Qué es un pirómetro?

Un pirómetro es un dispositivo que está diseñado para medir la temperatura de una sustancia sin estar en contacto con ella. Este es un concepto que se aplica con frecuencia para los instrumentos que son capaces de medir las temperaturas que superan los 600 °C. En cuanto al rango de temperatura de un pirómetro, está entre los -50 °C hasta + 4000 °C.

Pirometro

¿Para qué sirve un pirómetro?

El pirómetro sirve para calcular la temperatura de una sustancia sin que esté en contacto con ella. Además se caracteriza por su capacidad para adaptarse a temperaturas que son bajas y en extremo calientes. Una de las aplicaciones típicas del pirómetro es la de medir la temperatura de los metales incandescentes en molinos de acero o en las fundiciones.

Al respecto, la medición de la temperatura es una clase de proceso vital o fundamental para conocer la calidad de productos diversos. En ese sentido el pirómetro es útil para esta clase de procedimientos.

¿Cómo funciona un pirómetro?

Consiste en una medición de la temperatura sin contacto. Los pirómetros de radiación se basan en la ley de Stefan Boltzmann. Esta dice que la intensidad de energía radiante emitida por la superficie de un cuerpo aumenta proporcionalmente a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del cuerpo, es decir, W=KT4.

Un sistema óptico es el encargado de recoger la energía radiada y la lleva a un detector, el cual genera una señal eléctrica proporcional a la temperatura. Estos instrumentos son utilizados generalmente en lugares de difícil acceso a la sustancia a medirle la temperatura.

Tipos de pirómetro

  • Pirómetro de radiación – Por medio de la radiación que capta el pirómetro, se va a determinar el poder calorífico, para a continuación con un sensor término determinar la temperatura. Con este se miden temperaturas de entre 550 °C a 1600 °C.
  • Pirómetro óptico – Se encarga de captar la radiación a través del ojo humano, al detectar la variación del ancho de banda para brindar un cálculo de la temperatura. Sirve para la medición de temperaturas que superan los 700°C.
  • Pirómetro infrarrojo – Funciona igual que un pirómetro de radiación, pero en este caso detecta las radiaciones con una longitud de onda que va de 0.4 a 0.7 micras, permitiendo, por tanto, que el espectro de grados a medir sea mayor (de -50 °C a 4000 °C).

Aplicaciones de un pirómetro

  • Si se quiere medir la temperatura de metales incandescentes en fundiciones.
  • Al medir la temperatura de superficies y no el interior de un objeto.
  • Si se busca determinar la temperatura de los objetos que están en movimiento.
  • Si la contaminación de la atmósfera no permite que se use una termocupla.
  • Al medir las temperaturas que varían rápidamente.
  • Si las temperaturas superan el rango de un termómetro convencional.
  • Si la termocupla no es recomendable por las condiciones.
  • Si el área que se busca medir su temperatura es de difícil acceso.

Diferencia entre pirómetro y termómetro

  • El pirómetro mide la temperatura sin estar en contacto con el objeto, el termómetro sí debe estar en contacto con el objeto.
  • El pirómetro cuenta con un rango mayor de medición respecto al termómetro.
  • El termómetro mide la temperatura exactamente, mientras el pirómetro mide la temperatura por medio de la radiación.

Características del pirómetro

  • Es de alta precisión.
  • Mide la temperatura sin contacto.
  • Su amplio espectro de medición de la temperatura.
  • Su rápida velocidad de respuesta.

¿Quién inventó el pirómetro?

No hay exactitud en este dato porque históricamente la invención ha sido otorgada a Pieter van Musschenbroek y Josiah Wedgwood de manera independiente, pues desarrollaron aparatos semejantes a los que son conocidos en la actualidad como un pirómetro.

Como funciona un termistor

Un termistor opera como un sensor de la temperatura por resistencia. A continuación, se describe cómo funciona un termistor, sus tipos, características, para qué sirve y demás.

Como funciona un termistor

¿Qué es un termistor?

Los termistores son dispositivos utilizados para medir temperatura. Por lo tanto, podemos decir que es un tipo de termómetro. Estos son muy usados en las industrias con el fin de poder medir la temperatura de distintas cosas, que será necesaria para controlarla. Su funcionamiento se da con base en la variación de la resistividad en un semiconductor con la temperatura.

Un termistor es un semiconductor electrónico con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado y que presenta una curva característica lineal tensión-corriente siempre que la temperatura se mantenga constante.

¿Cómo funciona un termistor?

Como funciona un termistor

El funcionamiento de un termistor se da con base en la variación de la resistencia de un semiconductor, lo cual se presenta por los cambios en la temperatura ambiente, así que se altera a fin de cuentas la concentración de portadores.

Ahora bien, el principio de funcionamiento del termistor implica el uso de electrodos internos que se van a encargar de la detección del calor que les esté rodeando en un momento dado, para así medirlo, en este caso a través de impulsos eléctricos.

Por otro lado, el termistor se puede valer de los electrodos internos para que se controle el calor hasta un cierto grado, casi siempre haciendo que el dispositivo al que se conectan se caliente de forma más lenta en comparación con lo que ocurriría normalmente.

También hay que aclarar que el termistor se fabrica con materiales semiconductores sensibles a la temperatura en su resistencia. Los NTC o de coeficiente térmico negativo presentan una resistencia que disminuye según aumenta la temperatura y los PTC o de coeficiente térmico positivo van a tener una resistencia que aumenta según suba la temperatura.

Respecto al diseño del sensor en un uso general, consiste en aquellos que pueden ser adaptados a distintos usos, siendo estos sensores los que van a abarcar desde equipos electrónicos a las aplicaciones de pruebas para procesos, estructuras, fiabilidad y diseño. A su vez, son muy fáciles de ser supervisados e instalados.

¿Para qué sirve un termistor?

Hay muchos tipos de termómetros que se pueden utilizar, y el termistor es uno de los más usados debido a sus grandes ventajas, entre ellas la más importante de poder enviar señales eléctricas con el valor de la temperatura medida. En las industrias es muy importante el control de las variables que harán que un producto tenga una calidad buena. Entre estas variables está la temperatura de determinados procesos, por ejemplo.

Tipos de termistor

Los tipos de termistor se clasifican de acuerdo a su coeficiente de temperatura:

  • NTCNegative Temperature Coefficiente o de coeficiente de temperatura negativo.
  • PTC Positive Temperature Coefficient o de coeficiente de temperatura positivo, que se conoce también como posistor.

Termistores NTC

Son un resistor no lineal con una resistencia que disminuye considerablemente con la temperatura. En este caso el coeficiente de temperatura es elevado y negativo.

Termistores PTC

Son una clase de dispositivo que varía su resistencia de acuerdo con la temperatura de manera alineal. Se usan para circuitos de temperatura, siendo su característica más relevante que no van a sobrepasar la temperatura de Curie, pues en caso de hacerlo su comportamiento correspondería con el de una NTC.

De este modo, el termistor PTC se considera como una resistencia variable en la cual el valor se incrementa según la temperatura aumente.

Características de un termistor

  • Los termistores se conectan a puentes de Wheatstone convencionales o a otros circuitos de medida de resistencia.
  • En intervalos amplios de temperatura, los termistores tienen características no lineales.
  • Al tener un alto coeficiente de temperatura poseen una mayor sensibilidad que las sondas de resistencia estudiadas y permiten incluso intervalos de medida de 1°C (span).
  • Son de pequeño tamaño.
  • Su tiempo de respuesta depende de la capacidad térmica y de la masa del termistor variando de fracciones variando de fracciones de segundo a minutos.

Encapsulado de termistores

Son varias las formas de encapsulado según sea su constitución, condiciones eléctricas, aplicación o el modelo. Los tipos más comunes son los de tipo perla, SMD y disco.

Tipo SMD – El funcionamiento es semejante al de todos los termistores, pero se diferencia que dispone de un circuito integrado o SMD. Además, las aplicaciones en este caso son distintas.

Las aplicaciones del tipo SMD son:

  • Una CPU
  • Sensores de temperatura para otros circuitos
  • Batería recargable
  • Equipos de comunicación móvil

Tipo perla – En este caso se encapsulan con una cubierta de cristal que es parecida a una perla pequeña por su forma. La temperatura a la que funcionan es de entre -50~+150°C.

Las aplicaciones del tipo perla son:

  • Sensor de nivel de líquido
  • Sector del automóvil
  • Equipos de aire acondicionado
  • Los electrodomésticos

Tipo disco – Se conoce también como termistor de potencia por su funcionamiento.

Las aplicaciones del tipo disco son:

  • En electrodomésticos
  • Una computadora
  • Electrónica del automóvil
  • Los adaptadores
  • Fuente de alimentación de conmutación
  • En balastos electrónicos
  • Distintos tipos de calentamiento eléctrico

Tipo arandela – Son termistores con una variación de los de tipo disco, sólo que tienen un orificio central y no cuentan con terminales, pese a que incorpora dos caras de metal para que se logre el contacto.

Las aplicaciones del tipo arandela por lo general son:

  • Detectar la temperatura en superficies
  • Ideal para empotrar en un chasis

Tipo barra – Es un termistor que se parece a una resistencia común y corriente. Dispone de un cilindro y dos terminales, una a cada lado.

Las aplicaciones del tipo barra son:

  • Cuando se necesita de una resistencia y potencia con una disipación que sea alta en exceso

Aplicaciones de los termistores

PTC o Positive Temperatura Coefficiente:

  • Se usan para la protección de los bobinados de motores eléctricos y de los transformadores si la temperatura oscila entre 60 °C a 180 °C.
  • Fusibles de estado sólido para protección ante un exceso de corriente que va desde MA a varios A, a niveles de una tensión continua que supera los 600V.
  • Sensor para el nivel de líquidos.

NTC o Negative Temperatura Coefficiente:

  • Aplicaciones en las que hay una corriente que circula por ellos y no va a poder producir un aumento apreciable en la temperatura y por ende una resistencia del termistor que va a depender tan sólo de la temperatura del medioambiente.
  • El uso de su resistencia va a depender de unas corrientes que se atraviesen.
  • Al emplear si se quiere aprovechar la inercia térmica o lo que tarde el termistor para calentarse o enfriarse.

Desventajas de los termistores

Si se busca una buena estabilidad al usar termistores se requiere que se vayan envejeciendo de un modo adecuado. Así mismo, la ventaja más relevante es la falta de linealidad del termistor.

Como funciona el termometro de bulbo y capilar

El termómetro de bulbo se usa por lo general para la medición de la temperatura de un objeto o sustancia. Su característica principal es justamente disponer de un bulbo en uno de sus extremos.

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¿Qué es y para qué sirve el termómetro de bulbo?

Con el termómetro de bulbo se mide la temperatura de un objeto o sustancia, el cual por lo general tiene mercurio o alcohol coloreado en su bulbo o reservorio que se sitúa en uno de sus extremos. Hay que resaltar que, al medir la temperatura del ambiente, el termómetro de mercurio suele ser más preciso por su color blanco brillante del metal, con el que se refleja la radiación y se ve afectada por esa condición.

Termómetro de bulbo

El termómetro de bulbo se usa a su vez para medir la influencia de la humedad en la sensación térmica. Si se utiliza con un termómetro ordinario se obtiene un psicrómetro, el cual es útil para medir la humedad relativa, tensión de vapor y punto de rocío.

Este funcionamiento hace que dependiendo del tipo de termómetro, sea mejor para medir un procedimiento u otro. Dentro de estos tipos de termómetros encontramos el termómetro de bulbo y capilar, uno muy utilizado mas que nada en la meteorología.

Funcionamiento de un termómetro de bulbo y capilar

El termómetro de bulbo varía muy poco su funcionamiento dependiendo de que estado tenga el fluido al cual se le desea medir su temperatura.

Los termómetros tipo bulbo consisten esencialmente en un bulbo conectado por un capilar a una espiral. Cuando la temperatura del bulbo cambia, el gas o el líquido en el bulbo se expande y la espiral tiende a desenrollarse moviendo la aguja sobre la escala para indicar la elevación de la temperatura en el bulbo.

Tipos de termómetro de bulbo

Hay cuatro clases de este tipo de termómetros:

  • Clase I : Termómetros actuados por líquidos.
  • Clase II : Termómetros actuados por vapor.
  • Clase III : Termómetros actuados por gas.
  • Clase IV : Termómetros actuados por mercurio.

Partes del termómetro de bulbo

Partes del termómetro de bulbo

  • Sistema amplificador mecánico
  • Indicador o extracto de señal
  • Escala o conversión a señal eléctrica
  • Tubo de Bourdon
  • Tubo de llenado
  • Capilar
  • El bulbo
  • El mercurio
  • Una aguja
  • Hélice bimetálica
  • Escala de temperaturas

Como funciona una termorresistencia

Las termorresistencias son un tipo especial de termómetros. En ese sentido, se explica cómo funcionan las termorresistencias, qué son, sus características, aplicaciones y más.

¿Qué es una termorresistencia?

Una termorresistencia o RTD, es una clase de termómetro especial. Los termómetros como todos conocemos son instrumentos que sirven para medir la temperatura de determinadas cosas. Ahora bien, la termorresistencia se concentra en trabajar de acuerdo con el principio que en la medida en que la temperatura varíe, la resistencia se modifica, y esa magnitud de la modificación se relaciona con la variación de la temperatura.

Como funciona una termoresistencia

¿Para qué sirve una termorresistencia?

Los termómetros son de gran utilidad en el control de procesos, ya que muchos fluidos deben tener una determinada temperatura para que el proceso resulte con la mejor calidad posible, por ende, según sea el caso, se va a recurrir al termómetro más conveniente. Entre los tipos de termómetros encontramos las termorresistencias, las cuales se emplean como termómetros de resistencia para el control de procesos.

¿Cómo funciona una termorresistencia?

La medida de temperatura utilizando sondas de resistencia depende de las características de resistencia en función de la temperatura que son propias del elemento de detección. El elemento consiste usualmente en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado bobinado entre capas de material aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o de cerámica.

El material que forma el conductor se caracteriza por el llamado “coeficiente de temperatura de resistencia” que expresa, a una temperatura especificada, la variación de la resistencia en ohmios del conductor por cada grado que cambia su temperatura. El detector de temperatura de resistencia (RTD) se basa en el principio según el cual la resistencia de todos los metales depende de la temperatura.

Ahora bien, hay que resaltar sobre el funcionamiento de una termorresistencia que se da con base en la variación del valor de la resistencia eléctrica del conductor metálico en función de la temperatura. De manera aproximada, aunque no alejada de la realidad, la variación de la resistencia eléctrica de un metal por la temperatura se puede presentar en la expresión:

R(t) = R0 (1 + at)

Aclarando que:

  • R(t): Resistencia eléctrica a la temperatura “t”
  • R0: Resistencia eléctrica a la temperatura de 0 Cº
  • a: Coeficiente de variación de la resistencia eléctrica en función de la temperatura medida en ºC.
  • t: Temperatura medida en ºC.

Medición con una termorresistencia

El método que se emplea para la medición de la temperatura no es directo, pues se va a medir una resistencia a través del puente de Wheastone. Después se procede a leer el valor de la temperatura que corresponde con la tabla del comportamiento de la resistencia que se ha mencionado. El proceso, en la actualidad se lo ha automatizado al incorporar los sistemas de control avanzados y la electrónica digital.

Tipos de termorresistencia

Son tres los tipos que existen, según sea su construcción y cableado:

  • De dos hilos – Se conocen también como bifilar. Es necesario que se estime la longitud del conductor del puente a la resistencia en un punto de toma del proceso, para que así se calcule el valor de la resistencia.
  • De tres hilos – Otro nombre para ellas es trifilar. En este caso si se ajusta el puente, y debido a la longitud en uno de los lados del conductor, se hace igual, así que se puede ajustar el valor de la resistencia para el equilibrio, y será directamente el valor de la resistencia x.
  • De cuatro hilos – Se destaca de ellas que son la vía más efectiva para la eliminación de los efectos de los hilos conductores con este tipo de versión.