Qué Es Un Sensor Piezoresistivo

¿Qué es un Sensor Piezoresistivo? 11/12/2013 by admin

Un sensor piezo-resistivo es un dispositivo que hace uso de cambios en la resistividad de ciertos materiales semiconductores cuando se somete a estrés mecánico para efectuar una acción electrónica. Este fenómeno piezorresistivo se basa en estos materiales tienden a sufrir cambios en sus características resistivas latentes cuando se flexiona por la exposición a la presión o el estrés. Esto provoca un cambio correspondiente en cualquier corriente eléctrica que pasa a través del dispositivo qu e se traduce en una medición o lectura. Los materiales semiconductores usados comúnmente en dispositivos piezoresistivos son generalmente las mismas familias básicas metálicas y de silicona utilizados en la mayoría de los componentes electrónicos. Estos componentes están disponibles con una amplia gama de características de sensibilidad para adaptarse a los requisitos de diversas industrias. Cuando ciertos materiales semiconductores están expuestos a la tensión mecánica, su resistividad, o la capacidad básica para opon erse flujo de corriente eléctrica, cambia. Este cambio en el carácter material resistivo, obviamente, cambia su valor d e resistencia específica. Esto se traduce en un aumento o disminución de cualquier corriente que pasa a través del dispositivo que se utiliza para indicar o medir la tensión relacionada. El efecto  piezoresistivo se aprovecha para crear una gama de dispositivos semiconductores sensibles sensibles de desviación utilizados para registrar y medir las fuerzas de induc ción de estrés tales como la aceleración y la presión. Este tipo de sensor se construye típicamente de sustratos semiconductores tales como germanio, silicona policristalino, de silicona amorfa, y silicona de cristal único. Un sensor típico consiste en un semiconductor sensible a la presión de diafragma con varios n + p contactos conectados a él + y. La corriente eléctrica se pasa a través de la oblea a una velocidad en función de su resistencia. Este paso de la corriente y la le ctura resultante difiere de acuerdo a los cambios de resistencia en el componente cuando el diafragma está expuesta a la presión. Estos sensores varían en co mplejidad desde piezoresistores simples con rango limitado y estabilidad de la temperatura a Piezo-FET altamente estables y  precisos. El sensor piezorresistivo se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones que implican la medición tensión mecánica. La industria del automóv il los emplea como sensores de vacío y de presión o para dar indicación de los niveles de aceite y gas. También se utilizan en el campo médico en dispositivos tales como equipos equ ipos de medición de la presión arterial. Medidores de profundidad utilizados por los buzos de aguas profundas también emplean la tecnología de sensor piezoresistivo para producir lecturas de profundidad p recisas. Estos dispositivos también se utilizan en los altímetros de aviones y los instrumentos de presión  barométrica.

Sensores de presión dependientes de este tipo también se utilizan a menudo en los instrumentos de medición electrónicos que utilizan circuitos y componentes, tales como el  puente de Wheatstone y los transistores bipolares. Los acelerómetros se utilizan para medir la orientación posicional, aceleración y fuerzas de vibración también utilizan la tecnología de sensor piezorresistivo para producir sus lecturas. Esta tecnología también ha encontrado su camino en el entorno doméstico, con muchos lavavajillas, aspiradoras, y los fabricantes de máquinas de lavado que utilizan en sus productos.

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¿Qué es un sensor de efecto Hall? 04/06/2013 by admin

Un sensor de efecto Hall es un pequeño dispositivo, montado en una placa de circuito, que  puede medir un campo magnético. Está diseñado alrededor de los principios del efecto Hall, en el que un campo magnético perpendicular a una corriente eléctrica en un circuito  produce un voltaje en el otro lado. El sensor puede ser en forma de un solo chip, junto con los componentes para compensar los cambios de t emperatura. Se necesita un amplificador de la señal para mediciones precisas de salida así. Sensores de efecto salida analógica y digital Hall están disponibles, y ambos se usan en computadoras, automóviles y sistemas de control industrial. En un sensor de efecto Hall analógico, el voltaje de la salida siempre está directamente relacionada con el campo magnético, que puede ser positivo o negativo. El voltaje aumenta con la intensidad de campo magnético, y si no hay ningún campo se enciende entonces una tensión nula representa el valor de la energía que va a través. La salida de un sensor de

frente de entrada es descrita por la función de transferencia que representa la salida sin campos magnéticos, sensibilidad, y su rango de salida. Con una salida digital sensor de efecto Hall, la salida sólo se define por dentro y fuera de los estados. Un sensor analógico se puede convertir en una digital usando un circuito específico, el circuito disparador de Schmitt. Los estados cambian sólo cu ando se alcanza un nivel predeterminado; de lo contrario la salida wonâ € t aum ento o disminución a menos que los cambios del campo magnético significativamente suficientes. Además, los sensores digitales se pueden accionar por suministros que son ya sea regulado o no regulado, dependiendo de lo que se están utilizando para. Un paquete de circuito integrado pequeña es todo lo que se necesita para albergar un sensor de efecto Hall, junto con su electrónica asociada. Los sensores reales son casi demasiado  pequeña para ver y se puede colocar en cualquier lugar de una placa de circuito. Al mismo tiempo, pueden tolerar choque, vibración y rangos de temperatura extremas, por lo que los sensores de efecto Hall pueden ser utilizados para d etección de la velocidad en sistemas de control industriales. También pueden detectar la fuerza y la dirección de un campo magnético, lo que permite detección de la dirección. Uso como un sensor de posición es  posible también. Electrónica con un sensor de efecto Hall se incluyen en los sistemas de frenado y de encendido del automóvil. Los teléfonos celulares y otros dispositivos portátiles también los tienen para mejorar varias funciones y aplicaciones que requieren posición, movimiento y sensor de velocidad. Sensores de efecto Hall también cuestan menos que los sensores similares, por lo que la electrónica pueden ser adquiridos y desarrollados económicamente.

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Medición de presión piezorresistiva

En el principio piezorresistivo, el elemento de medición está compuesto por un chip de silicio en el que están grabadas varias resistencias (normalmente de 4 a 6). Si el chip de silicio se carga con presión, se deforma (solamente unos po cos mm => por consiguiente un excelente comportamiento de histéresis). Esta deformación da lugar a cambios en los valores de la resistencia, que permiten calcular la presión aplicada. Ventajas:   

Tamaño pequeño del sensor Excelente comportamiento de histéresis Elevada precisión

Desventajas: 

Su pequeño tamaño les hace relativamente susceptibles a las fluctuaciones de temperatura (el sensor debe tener compensación de temperatura).

El proceso de detección por desplazamiento inductivo

En el proceso de detección inductivo por distancia, se utilizan dos células de medición de  presión hechas de bronce al berilio. El bronce al berilio se caracteriza por su excelente comportamiento dinámico y su elevada elasticidad. Las dos células de medición están acopladas entre sí (una para presión positiva, la otra para depresión). Tan pronto como se cargan con una presión, las células de medición se alargan. Este alargamiento se mide mediante un medidor de desplazamiento inductivo, es decir, se mide el alargamiento de la célula de medición de la presión . Ventajas:   

Elevada precisión Buen comportamiento elástico de la célula de medición de la presión (buena histéresis). Las fluctuaciones de temperatura tienen relativamente poco e fecto sobre la medición.

Desventaja: 

Diseño relativamente grande del sensor.

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