SENSORES

UN SENSOR ES UN DISPOSITIVO CAPAZ DE DETECTAR UNA MAGNITUD FISICA O

QUIMICA Y TRANSFORMARLA EN UNA SEAL QUE NO TIENE QUE SER

NECESARIAMENTE DE NATURALEZA ELECTRICA. ESTAS MAGNITUDES PUEDEN

SER: TEMPERATURA, HUMEDAD, PRESION, FUERZA, DESPLAZAMIENTO, ETC.

EN LA INSTRUMENTACION MEDICA ES DE VITAL IMPORTANCIA EL DESARROLLO,

IMPLEMENTACION Y OPERACIN DE LOS SENSORES BIOMEDICOS O BIOSENSORES

LOS CUALES TOMAN SEALES QUE REPRESENTAN VARIABLES BIOMEDICAS Y LAS

CONVIERTEN EN SEALES ELECTRICAS. LOS SENSORES BIOMEDICOS SIRVEN COMO

UNA INTERFAZ ENTRE LOS SISTEMAS BIOLOGICO Y ELECTRONICO. AMBOS

FACTORES JUEGAN UN PAPEL IMPORTANTE EN EL FUNCIONAMIENTO DEL SENSOR.

RELACION SENSOR TRANSDUCTOR

EL SENSOR ESTA EN CONTACTO CON LA VARIABLE A MEDIR, MIENTRAS EL

TRANSDUCTOR ES LA HERRAMIENTA INTERMEDIA QUE TRANSFORMA LA SEAL

DE SALIDA DEL SENSOR Y LA CONECTA CON LA SEAL DE ENTRADA DE UN

DISPLAY O CONTROLADOR EN UN SISTEMA DE CONTROL.

EN ALGUNOS CASOS EL SENSOR PUEDE INCLUIR VARIAS ETAPAS DE

TRANSDUCCION, SE DENOMINA TRANSDUCTOR PRIMARIO AL SENSOR QUE ACTUA

EN LA PRIMERA ETAPA.

ESTRUCTURA Y PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

TODOS LOS SENSORES UTLIZAN UNO O MAS PRINCIPIOS FISICOS O QUIMICOS PARA

CONVERTIR UNA VARIABLE DE ENTRADA AL TIPO DE VARIABLE DE SALIDA MAS

ADECUADO PARA EL CONTROL O MONITOREO DE CADA PROCESO PARTICULAR.

LA FUNCION DEL TRANSDUCTOR PRIMARIO (SENSOR) ES CONVERTIR LA

MAGNITUD A MEDIR EN OTRA MAS FACIL DE MANIPULAR. POR EJEMPLO: UN

BIMETAL, QUE ES UN DISPOSITIVO FORMADO POR DOS METALES DE DISTINTOS

COEFICIENTES DE DILATACION, ES UN TIPO DE TRANSDUCTOR PRIMARIO PORQUE

CONVIERTE UNA VARIACION DE TEMPERATURA EN UN DESPLAZAMIENTO FISICO

EQUIVALENTE. EL CUAL PUEDE SER UTILIZADO PARA MOVER UNA AGUJA O

ACCIONAR UN INTERRUPTOR.

EL TRANSDUCTOR O TRANSDUCTORES SECUNDARIOS CUANDO SON REQUERIDOS,

ACTUAN SOBRE LA SALIDA DEL TRANSDUCTOR PRIMARIO PARA PRODUCIR UNA

SEAL ELECTRICA.

POR EJEMPLO EL SENSOR ELECTRONICO DE PRESION ABSOLUTA MOSTRADO A

CONTINUACION, CAPAZ DE DETECTAR PRESIONES DESDE 0 HASTA 6000 PSI,

UTILIZA UN DIAFRAGMA COMO TRANSDUCTOR PRIMARIO, UNA GALGA

EXTENSIOMETRICA SEMI CONDUCTORA COMO TRANSDUCTOR SECUNDARIO.

EN ESTE CASO LA PRESION ASOCIADA CON EL FLUIDO SE TRADUCE INICIALMENTE

EN UN DESPLAZAMIENTO O DEFLEXION PROPORCIONAL UTILIZANDO COMO

TRANSDUCTOR PRIMARIO UN DIAFRAGMA. ESTA DEFLEXION ES CONVERTIDA EN

UNA SEAL ELECTRICA EQUIVALENTE UTILIZANDO COMO TRANSDUCTOR

SECUNDARIO UNA GALGA EXTENSIOMETRICA. POR ULTIMO LA SEAL ELECTRICA

PRODUCIDA SE ACONDICIONA, MODIFICA O PROCESA MEDIANTE CIRCUTOS

ELECTRONICOS ADECUADOS CON EL OBJETIVO DE OBTENER LAS

CARACTERISTICAS FINALES DESEADAS (EN ESTE CASO UN VOLTAJE ENTRE 0 Y 5V

PROPORCIONAL A VALORES DE PRESIN ABSOLUTA ENTRE 0 Y 6000 PSI CON UNA

EXACTITUD DE .0.5%). MUCHOS SENSORES INCLUYEN UNA ETAPA DE SALIDA,

CONFORMADA POR RELES, AMPLIFICADORES DE POTENCIA, TRANSMISORES Y

OTRO TIPO DE DISPOSITIVOS Y CIRCUITOS CUYA FUNCION ES ADAPTAR LA SEAL

ENTREGADA POR EL BLOQUE DE ACONDICIONAMIENTO O TRATAMIENTO A LAS

NECESIDADES ESPECIFICAS DE LA CARGA.

GENERALMENTE INCLUYEN TAMBIEN CIRCUITOS DE PROTECCION CONTRA

SOBREVOLTAJES INTERFERENCIAS ELECTROMAGNETICAS E INTERFERENCIA DE

RADIOFRECUENCIA.

CLASIFICACION DE LOS SENSORES SEGN EL APORTE DE ENERGIA

MODULADORES O PASIVOS

LA MAGNITUD FSICA A MEDIR MODIFICA ALGUNO DE LOS PARMETROS

DEL SENSOR COMO POR EJEMPLO LA RESISTENCIA, LA CAPACIDAD, ETC.

LOS SENSORES DE ESTE TIPO SE CARACTERIZAN POR NECESITAR UNA

TENSIN DE ALIMENTACIN EXTERNA. SON EJEMPLO DE ESTE TIPO DE

SENSORES, LOS BASADOS EN LAS RESISTENCIAS CUYO VALOR DEPENDE

DE LA TEMPERATURA (TERMORRESISTIVOS) O DE LA LUZ

(FOTORRESISTIVOS).

EJEMPLO

TERMISTOR EL CUAL ES UN SENSOR QUE CAMBIA SU RESISTENCIA DE ACUERDO

CON LAS VARIACIONES DE TEMPERATURA. EXISTEN DOS TIPOS DE TERMISTOR,

AQUELLOS CUYA RESISTENCIA AUMENTA EN FUNCIN DE LA TEMPERATURA,

TAMBIN LLAMADOS PTC Y AQUELLOS CUYA RESISTENCIA DISMINUYE

CONFORME AUMENTA LA TEMPERATURA, LLAMADOS NTC.

GENERADORES O ACTIVOS

LA MAGNITUD FSICA A MEDIR PROPORCIONA LA ENERGA NECESARIA

PARA LA GENERACIN DE LA SEAL ELCTRICA DE SALIDA. ESTE TIPO DE

SENSORES PRODUCEN UNA SEAL DE SALIDA DIRECTAMENTE DE LA SEAL

MEDIDA, SIN NECESIDAD DE UNA ALIMENTACIN EXTERNA.

SON EJEMPLO DE ESTE TIPO DE SENSORES, LOS BASADOS EN LOS EFECTOS

PIEZOELCTRICO Y TERMOELCTRICO.

EJEMPLO

UNA TERMOCUPLA SE ENCUENTRA ENTRE LOS SENSORES MS COMUNES

EMPLEADOS PARA MEDIR TEMPERATURA. CONSISTE EN DOS ALAMBRES DE

DISTINTO MATERIAL UNIDOS EN UN EXTREMO Y QUE AL APLICAR

TEMPERATURA EN LA UNION DE LOS METALES SE GENERA UN VOLTAJE

MUY PEQUEO (EFECTO SEEBECK) EN EL ORDEN DE LOS MILIVOLTIOS EL

CUAL AUMENTA CON LA TEMPERATURA. LA TERMOCUPLA A DIFERENCIA DE

LOS OTROS SENSORES DE TEMPERATURA, ELLA NO REQUIERE DE FUENTE DE

ALIMENTACIN YA QUE ES AUTO GENERADORA DE POTENCIA

EJEMPLO DE BIOSENSORES:

GLUCOMETRO: LOS GLUCMETROS ACTUALES USAN TIRAS DE PRUEBA

QUE CONTIENEN GLUCOSA OXIDASA, UNA ENZIMA QUE REACCIONA CON LA

GLUCOSA EN LA SANGRE.ADEMS USAN UNA INTERFACE A UN ELECTRODO

DENTRO DEL MEDIDOR. CUANDO LA TIRA SE INSERTA EN EL MEDIDOR, EL

FLUJO DE LA REACCIN DE LA GLUCOSA GENERA UNA SEALELCTRICA.

EL SENSOR UTILIZADO PARA LA AMPEROMETRIA CONSISTE EN UN ELECTRODO DE

PLATINO Y PLATA QUE FORMA PARTE DE UN CIRCUITO DONDE SE ELECTROLIZA EL

PEROXIDO DE HIDROGENO. ESTE PEROXIDO SE PRODUCE COMO RESULTADO DE LA

OXIDACION DE LA GLUCOSA. LA CORRIENTE QUE FLUYE A TRAVES DEL CIRCUITO

DEL GLUCOMETRO PROVEE UNA MEDIDA DE LA CONCENTRACION DE PEROXIDO

DE HIDROGENO, DANDO LA CONCENTRACION DE GLUCOSA.

OXIMETRO DE PULSO:

LA MAYORA DE OXMETROS DE PULSO, ESTN FORMADOS POR UNA

CONFIGURACIN LED-LED-FOTODIODO, DONDE LOS LEDS SON LOS EMISORES DE

LUZ Y LOS FOTODIODOS ACTAN COMO FOTODETECTORES. TPICAMENTE SE

UTILIZAN COMPONENTES PARA EL ACONDICIONADO DE LA SEAL DE INTERS,

TALES COMO AMPLIFICADORES OPERACIONALES, CONVERSORES ANALGICO A

DIGITAL DE ALTA RESOLUCIN O MICROCONTROLADORES

LA LUZ EMITIDA POR LOS LEDS ES REFLEJADA, ABSORBIDA Y DISPERSADA POR

LA SANGRE Y LOS TEJIDOS. LA LUZ RESULTANTE MODULADA EMERGENTE ES

MEDIDA USANDO UN FOTODETECTOR.

ACONDICIONAMIENTO DE LA SEAL

LOS ACONDICIONADORES DE SEAL, SON LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA DE

MEDIDA QUE OFRECEN, A PARTIR DE LA SEAL DE SALIDA DE UN SENSOR

ELECTRONICO, UNA SEAL APTA PARA SER PRESENTADA O REGISTRADA.

CONSISTEN NORMALMENTE EN CIRCUITOS ELECTRONICOS QUE OFRECEN ENTRE

OTRAS FUNCIONES, LAS SIGUIENTES: AMPLIFICACION, FILTRADO, ADAPTACION DE

IMPEDANCIAS Y MODULACION O DEMODULACION.

A MENUDO, LAS SEALES DE SALIDA DE LOS SENSORES SE DIGITALIZAN Y SE

PROCESAN UTILIZANDO ORDENADORES O SISTEMAS BASADOS EN

MICROCONTROLADORES. POR EJEMPLO, PARA COMPENSAR LOS ERRORES DE

MEDIDA DEBIDO A POSIBLES RUIDOS ALEATORIOS PUEDE REALIZARSE UN

PROMEDIADO DE ESTA SEAL.

SI SE CONSIDERA POR EJEMPLO, EL CASO EN QUE UNA DE LAS ETAPAS DE

TRATAMIENTO DE LA SEAL MEDIDA ES DIGITAL, SI LA SALIDA DEL SENSOR ES

ANALOGICA, QUE ES LO MAS FRECUENTE, HARA FALTA UN CONVERTIDOR A/D.

ESTOS TIENEN UNA IMPEDANCIA DE ENTRADA LIMITADA, EXIGEN QUE LA SEAL

APLICADA SEA CONTINUA O DE FRECUENCIA BAJA, Y QUE SU AMPLITUD ESTE

ENTRE UNOS LIMITES DETERMINADOS. TODAS ESTAS EXIGENCIAS CONDICIONAN

A INTERPONER UN ACONDICIONADOR DE SEAL ENTRE EL SENSOR.