Como funcionan los transductores capacitivos

Los transductores capacitivos son elementos de medición utilizados en muchas industrias con el fin de obtener el valor a medir con una buena precisión. Se explica cómo funcionan los transductores capacitivos, qué son, sus características y más.

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¿Qué son los transductores capacitivos?

Se define como transductor capacitivo a un dispositivo en el que se hace que la capacitancia cambie si se aplica un estímulo. Los transductores capacitivos son instrumentos utilizados para la medir la presión que existe tanto en tuberías como tanques. Son elementos electromecánicos, es decir, están compuestos por una parte eléctrica y otra mecánica.

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La parte mecánica utiliza la presión para generar un desplazamiento de un elemento elástico. Este desplazamiento es utilizado por algún elemento para generar cambios en energía eléctrica proporcionales a la presión.

Como funcionan los transductores capacitivos

¿Para qué sirven los transductores capacitivos?

Con frecuencia se usan los transductores capacitivos para la detección de desplazamientos mecánicos si se mueve una o ambas placas del capacitor. En caso todas las variedades, va a usar una placa fija y una móvil, que va a cambiar la posición según la influencia del estímulo.

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¿Cómo funcionan los transductores capacitivos?

Los capacitores están compuestos de dos placas. Dependiendo el tamaño, y lo que haya entre ellos y la distancia entre placas, dependerá la capacidad de almacenamiento de ambos. Por lo que, si se produce un desplazamiento entre ambas placas, la capacidad variará. Este desplazamiento entre las distancias se puede producir por el movimiento del elemento elástico que se generara por la presión. Luego esta variación en la capacidad del capacitor será proporcional a la presión medida.

El funcionamiento del transductor capacitivo se centra en la medición de la presión a través de un diafragma metálico para constituir una de las armaduras de un condensador. Todo cambio en la presión ocasión que varíe la separación entre el diafragma y la otra placa, por tanto, se va a dar una modificación de la forma y capacidad del condensador, la cual es posible medir con un montaje tipo puente de Wheatstone.

A partir de lo anterior, se entiende que son un dispositivo capaz de detectar cambios en las dimensiones sin estar en contacto con el objeto que está en movimiento. Por tal motivo, un transductor capacitivo se emplea con frecuencia en los detectores de proximidad, están libres de fricciones, cargas y errores de histéresis.

Finalmente, el transductor capacitivo no va a depender de la conductividad de las placas, razón por la que los errores a causa de la temperatura son pequeños o ausentes, pues las dimensiones de las placas casi que no dependen de la temperatura o variación constante dieléctrica del aire como consecuencia de la temperatura, pues es muy pequeña.

¿Cómo es el circuito de detección de cambio en capacitancia?

En un transductor capacitivo se usa el siguiente método para la detección del cambio en su capacitancia.

Cambios de capacitancia en el transductor capacitivo

Características de los transductores capacitivos

Es un elemento con la capacidad de detectar los cambios en las dimensiones sin que sea necesario estar en contacto con el elemento que se encuentre en movimiento. Por ese motivo, los transductores capacitivos se llaman con frecuencia detectores de proximidad, resaltando que van a estar libres de cargas, fricciones o errores de histéresis.

Además de lo anterior, la capacitancia no va a depender de la conductividad de las placas. Por ende, los errores como consecuencia de la temperatura son pequeños en extremo o no existen, pues las dimensiones de las placas no van a depender de la temperatura y de la variación de la constante dieléctrica del aire si la temperatura es muy pequeña.

Aplicaciones de los transductores capacitivos

  • Se han usado para la medición de eventos fisiológicos, en particular la medición de la presión sanguínea.
  • Determinar el volumen de un impulso que es generado por el corazón en el fluido sanguíneo.
  • Es poco usual, pero se emplea el principio de cambio en la capacitancia del transductor en su propiedad dieléctrica de los tejidos para que sean, en sí mismos, un capacitor.

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