donde:
r = Resistividad del material (Wm)
A = Sección transversal
l = Longitud del conductor.
En la figura siguiente se muestra el modelo de un potenciómetro. Si se denomina x a la distancia recorrida por el cursos, la resistencia obtenida será:
El problema de este tipo de sensor es:
a. Varía con la temperatura.
b. Varía con la deformación de la sección transversal, causada por la presión o fuerzas ejercidas sobre el.
c. El contacto del cursor origina desgaste, modificando la sección transversal.
Pueden ser lineales, como la figura mostrada anteriormente, o no lineales como el siguiente:
En este último caso, la resistencia fija entre E y C está formada por una sección triangular variable de hilo arrollado. Este hilo tiene una sección A y diámetro D.
La ecuación de su resistencia es ahora:
El potenciómetro se utiliza para medir preferiblemente desplazamientos, conectando el objeto de medición a su cursor. Sin embargo, puede ser utilizado para medir otras variables de forma indirecta, cuando estas generen desplazamientos en otros dispositivos.
Por ejemplo:
a. Se puede utilizar para medir presión, si se conecta el cursor al extremo de un tubo Bourdon.
b. Para medir nivel en líquidos conductores o no conductores.
c. Para medir temperatura si se conecta al extremo de un medidor de bulbo y capilar.
En los casos a y c se utiliza para generar una señal eléctrica. Mientras que en el caso b es el elemento primario.
Los principales problemas de las galgas son:
a. Cuidar el margen elástico.
b. El esfuerzo debe ser totalmente transversal a la galga.
c. La temperatura altera su valor.
Ejemplos de galgas:
Las galgas se pueden aplicar a:
a. Medida de fuerza.
b. Medida de presión.
c. Medida de desplazamientos pequeños.
d. Medida de vibración.
El símbolo sin flecha indica que la variación es intrínseca por la característica resistiva, no por manipulación manual.
La ecuación característica de las termorresistencia es la siguiente.
Este dispositivo tiene como limitaciones.
o No puede medir temperaturas próximas a la de la fusión del conductor con que se fabrica.
o El autocalentamiento ocasionará derivas en la medición.
o S se deforma, puede cambiar su patrón de medición.
Tiene como ventaja el ser diez veces más sensible que los termopares, tal como se verá mas adelante.
Normalmente no es necesario considerar todos los coeficientes de la ecuación (19), sino que considerando solo el primer término se tiene una excelente aproximación, es decir,
Donde alfa es la sensibilidad del material, y R0 es la resistencia a la temperatura de referencia (normalmente 0 grados).
En la tabla siguiente muestran las Termorresistencias típicas:
La termorresistencia mas común por su linealidad es la de platino, que se suele denominar.
La raya quebrada indica que no es lineal. El elemento positivo o negativo indica que tiene una característica positiva o negativa respectivamente. Es decir, si es de coeficiente positivo, PTC, la resistencia se incrementa con la temperatura. Si es de coeficiente negativo, NTC, disminuye con la temperatura.
En el caso de una NTC la ecuación característica será
donde.Tiene como desventaja el ser no lineal, y al variar su temperatura por el autocalentamiento del material.
Este tipo de sensores tiene la ventaja con respecto a los sensores inductivos, por ser de orden cero, y con respecto a los sensores de efecto Hall por ser más sensible y proveer un mayor margen de medición de medición.
