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FOTORRESISTENCIA LDR Es un resistencia cuyo valor dependen de la energía luminosa incidente en ella, específicamente son resistencias cuyo valor de resistividad disminuye a medida que aumenta la energía luminosa incidente sobre ella y viceversa. Una fotorresistencia se compone de un material semiconductor cuya resistencia varía en función de la l a iluminación. La fotorresistencia reduce su valor resistivo en presencia de rayos luminosos. Es por ello por lo que también se le llama resistencias dependientes de luz (light dependent resistors), fotoconductores o células fotoconductoras. Su cuerpo está formado por una célula o celda y dos patillas. En la siguiente imagen se muestra su símbolo eléctrico.

Donde: R: resistencia de la fotorresistencia. A, α: constantes que dependen del semiconductor utilizado. E: densidad superficial de la energía recibida.

El valor de resistencia eléctrica de un LDR es bajo cuando hay luz incidiendo en él (puede descender hasta 50 ohms) y muy alto cuando está a oscuras (varios mega ohmios).

FUNCIONAMIENTO Cuando la LDR no está expuesta a radiaciones luminosas los electrones están firmemente unidos en los átomos que la conforman pero cuando sobre ella inciden radiaciones luminosas esta energía libera electrones con lo cual el material se hace más conductor, y de esta manera disminuye su resistencia. Las resistencias LDR solamente reducen su resistencia con una radiación luminosa situada dentro de una determinada banda de longitudes de onda. Las construidas con sulfuro de cadmio son sensibles a todas las radiaciones luminosas visibles, las construidas con sulfuro de plomo solamente son sensibles a las radiaciones infrarrojas.

Un fotoresistor está hecho de un semiconductor de alta resistencia como el sulfuro de cadmio, CdS. Si la luz que incide en el dispositivo es de alta frecuencia, los fotones son absorbidos por las elasticidades del semiconductor dando a los electrones la suficiente energía para saltar la banda de conducción.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LAS FOTORRESISTENCIAS: 1.- Los valores típicos varían entre 1 MΩ, o más, en la oscuridad y 100 Ω con luz brillante. 2.- Disipación máxima, (50 mW-1W). 3.- Voltaje máximo (600V). 4.- Respuesta Espectral. 5.- El tiempo de respuesta típico de un LDR está en el orden de una décima de segundo. 6.- ILUMINACION TOTAL: Puede medir de 50 ohmios a 100 ohmios (1k) 7.- A OSCURAS: De 50,000 ohmios a varios mega ohmios (50k)

VENTAJAS 1.- Alta sensibilidad (debido a la gran superficie que puede abarcar). 2.- Fácil empleo. 3.- Bajo costo. 4.- No hay potencial de unión. 5.- Alta relación resistencia luz-oscuridad.

DESVENTAJAS 1.- Respuesta espectral estrecha. 2.- Efecto de histéresis. 3.- Estabilidad por temperatura baja para los materiales más rápidos. La variación del valor de la resistencia tiene cierto retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de iluminado a oscuro. Esto limita a no usar los LDR en aplicaciones en las que la señal luminosa varía con rapidez. 4.- Respuesta lenta en materiales estables. 5.- Falta de linealidad entre resistencia e iluminación. El fototransistor, NO es un transistor normal con dos patitas. Es un transistor muy particular, con una curva muy poco linear. Se usa, a diferencia del fotoresistor, cuando es esencial la velocidad de realización. El fotoresistor es usado cuando es necesario tener una mejor linealidad en la curva característica, pero es muy lento. Cuando es muy importante la velocidad de ejecución, dependiente del fenómeno luminoso, se tiene que usar el fototransistor.

APLICACIONES Los principales campos de aplicación de las fotorresistencias son: medida de luz de poca precisión y económica, troceador para amplificadores de corriente continua de bajo nivel, control de alarmas y relés. Se emplean en iluminación, apagado y encendido de alumbrado (interruptores crepusculares), en alarmas, en cámaras fotográficas, en medidores de luz. Las de la gama infrarroja en control de máquinas y procesos de contage y detección de objetos.

TRANSDUCTORES Los transductores son aquellas partes de una cadena de medición que transforman una magnitud física en una señal eléctrica. Los transductores son especialmente importantes para que los medidores puedan detectar magnitudes físicas. Normalmente, estas magnitudes, como por ejemplo temperatura, presión, humedad del aire, presión sonora, caudal, o luz, se convierten en una señal normalizada (Por ejemplo. 4mA a 20 mA). Las ventajas de la transformación son por un lado la flexibilidad, ya que muchos medidores soportan la transformación de señales normalizadas. Por otro lado, las magnitudes medidas pueden ser leídas a grandes distancias sin prácticamente pérdida alguna. Cuando se usan transductores, la unidad de evaluación debe recibir sólo el rango de medición, pues a partir de ahí, se calculan desde la señales eléctricas las magnitudes eléctricas. Algunos transductores ofrecen adicionalmente una separación galvánica entre la señal de entrada y de salida.

Los transductores pueden ser:

Activos: generan por sí mismos una señal eléctrica. Pasivos: no generan por sí mismos una señal eléctrica. Transductores de temperatura Los transductores de temperatura se emplean cada vez más. Tanto en el sector de calefacción, ventilación o climatización, o cualquier otro lugar donde es necesario controlar la temperatura en un proceso de producción. Los transductores de temperatura se diferencian en el principio de medición. Hay diferentes modelos disponibles. Los transductores que miden la temperatura mediante la radiación infrarroja se usan para determinar la temperatura superficial. Por otro lado existen transductores de temperatura que vigilan por ejemplo la temperatura del aire y la transforma en una señal normalizada. Los transductores de temperatura se suelen conectar a una unidad de control separada. Los transductores de temperatura transforman la magnitud física de temperatura en una señal eléctrica normalizada que se transfiere a un controlador. Esto permite por ejemplo, al alcanzar un valor máximo o mínimo una alarma, o encender o apagar una calefacción.

Transductores de presión Los transductores de presión se utilizan para el control de sistemas de presión, como por ejemplo, una instalación de presión de aire. Por otro lado, los transductores de presión también se pueden usar para controlar presiones en calderas y dirigirlas mediante un sistema de regulación y control. La posibilidad de dar como salida una señal normalizada permite conectar los transductores de presión a cualquier sistema de regulación, lo que ofrece al usuario un sin fin de posibilidades de uso. Los transductores de presión se usan también para el control de sistemas de filtro. En caso que se genere una presión en una de las dos entradas de un transductor de presión diferencial, se indicará un valor. En conexión con un sistema de control se puede generar una alarman indicando que el filtro está saturado, lo que permite trabajar de forma segura y limpia.

Transductores de humedad Los transductores de humedad se usan en aquellos lugares donde es necesaria una precisad de la humedad del aire. Por ejemplo, los transductores de humedades se usan en laboratorios en conexión con un regulador para mantener una humedad constante en el laboratorio. Los transductores de humedad se usan también cada vez más en los sectores de calefacción, ventilación y climatización, o en cualquier otro proceso de producción donde es necesario controlar la humedad del aire. Los transductores se suelen conectar a una unidad de control separada. Los transductores de humedad convierten la magnitud física de humedad del aire en una señal normalizada, que la transfiere a un sistema de control. Esto permite por ejemplo generar una alarma o apagar un sistema de ventilación al superar un valor máximo o mínimo predefinido.

Transductores de sonido Los transductores de sonido se usan en aquellos lugares donde es necesario controlar el nivel continuo sonoro. Sin importar si necesita controlar rangos críticos en la producción o grandes actos, los transductores de sonido permiten medir el nivel de ruido, y en caso necesario y a través de un controlador, actuar; por ejemplo, cerrando una ventana o regulando el volumen. Los transductores de sonido le ofrecen la posibilidad de conectar un sistema de alarma externo que le indican al usuario que hay demasiado ruido. Esto permite actuar de forma inmediata para proteger el oído de posibles daños.

Sensores de caudal Los sensores de caudal recogen las velocidades del flujo de aire o líquidos. Los sensores de caudal usan diferentes principios de medición. Los sensores de caudal para líquidos funcionan por ejemplo sobre la base de ultrasonidos. Esta medición sin contacto tiene la ventaja que los sensores no están expuestos a golpes de ariete y medios sólidos. Por otro lado, los sensores de caudal son utilizados en el sector de calefacción, ventilación y climatización para el análisis de la velocidad del aire. Mediciones que usan el principio manométrico de una película térmica permiten trabajar en un amplio rango de temperatura y caudal. Los sensores de caudal de la serie EE 75 permiten determinar la velocidad del aire hasta 40 m/s con temperaturas hasta 120°. Estos sensores de medición se pueden montar en conductos de ventilación. Otra manera de medir los canales de velocidad del aire es a través de sensores en cruz. Estos tienen como señal de salida una presión diferencial, que es proporcional a la velocidad del flujo de aire. Con la ayuda de las unidades de análisis conectadas (sensores de presión diferencial) permite calcular la velocidad del flujo de aire y el volumen de flujo. Debido a que muy a menudo es necesario el análisis de la velocidad del aire, existen en la práctica muchos otros métodos de medición.

Transductores de luz Los transductores de luz se usan en aquellos lugares donde por ejemplo es necesario activar una fuente luminosa artificial cuando disminuye la intensidad de luz diurna. Los transductores de luz captan la intensidad luminosa y la convierten en una señal eléctrica para que un controlador pueda trabajar los valores de medición. Esto permite por ejemplo que una nave de producción mantenga la misma claridad, lo que asegura que las condiciones del puesto de trabajo sean iguales. En conexión con un registrador de datos puede almacenar los valores de luminosidad a través de un periodo de tiempo, lo que permite por ejemplo determinar las horas de luz solar.

La luz es uno de los fenómenos más importantes y significativo para el ser humano. Los transductores cuantifican la luz en una unidad, haciendo posible que máquinas e instalaciones eléctricas distingan entre ambientes claros y oscuros. No importa que se trate del control de marquesinas o persianas, o determinar las horas de luz antes de construir una instalación fotovoltaica, o simplemente necesite un interruptor crepuscular, todas estas aplicaciones requieren un transductor de luz. La conversión de luz en una señal eléctrica puede ser efectuada por ejemplo mediante fotorresistencias (LDR = light dependent resistor). Con el aumento de luz baja la resistencia eléctrica. Además puede usar semiconductores que, en caso que cambie el nivel de la luz, variarán también ciertas propiedades eléctricas. La electrónica conectada a los sensores tendrá como tarea de linealizar la señal en caso necesario y convertirla en una señal normalizada. LDR: varían su resistencia dependiendo de la luz que inciden sobre ellas. Son de coeficiente de luz negativo, es decir la resistencia disminuye al aumentar la luz o viceversa. La ley de variación de la resistencia en función de la energía luminosa recibida es donde k y α dependen del material que constituye la resistencia. La rapidez de respuesta de las LDR es escasa.

Rango de medida:  Es la diferencia entre los máximos y los mínimos valores entre los que se necesita medir. Se recomienda no utilizar un transductor para medidas por debajo de 1/10 del máximo valor que se puede medir. Por ejemplo si un transductor de presión puede medir hasta 1000 Pa, no se debería utilizar para medir menos de 100 Pa (a esto se le denomina valor de fondo de la escala).