Sensores capacitivos Capacitor simple: La capacitancia

depende del dieléctrico y varía dependiendo del área y la separación.

)1(0 xA

C r

Sensores capacitivos La forma más común de variar la

capacitancia en un condensador es variando la distancia x.

)3(

:)2()1(

:),2(20

xdx

CdC

xC

dxdC

en

adSensibilidkxA

xC

k r

Sensores capacitivos

E

x v1v0 R

+ +

- -

00

0

00

:

:

1

)(

)(

)(

x

ARCR

finalposiciónx

equilibriodeposiciónx

j

jxE

jX

jV

r

Sensores capacitivosAplicación: Balistocardiografía

(Silva, P et al.Tactile sensors and their use in industrial, roboticand medical applications. IMEKO 20th TC3, 3rd TC16 and 1st TC22 International ConferenceCultivating metrological knowledge 27th to 30th November, 2007. Merida, Mexico)

Sensores capacitivos

mxA

jVxCjV

r

0

110

)()(

v1(jω)

R

+

-

Cx

C1

~ vo(jω)

Sensores capacitivos Capacitor diferencial

21

21

02

01 ,

CC

CC

d

xxd

AC

xd

AC rr

dd

x

C1C2

Sensores capacitivos Circuito puente para sensores capacitivos

C3= C4

xdjv

jv

CCCCjv

jv

o

o

2)(

)(

2)(

)(

1

21

211

~

C3

C4

C2

C1

v1(jω)

vo(jω)

Sensores piezoeléctricos Presentan el fenómeno piezoeléctrico

(Pierre y Jacques Curie 1880)

Sensores piezoeléctricos Diagrama circuital

oramplificada

cablec

rtransductot

:

:

:

(b)

R = Ra Rs /(Ra+ Rs ) ≈ Ra

C = Ct + Cc + Ca

Generadorcargait = Kdx/dt

it

C RiC

iR+

ia= 0

uo

Amplifiicador

(a)

Generadorcargaq = Kx

Rt Ct Cc Ca

+iAmplicador= 0 uo

AmplificCable e

Cristal

x

Adaptado de Webster. Medical Instrumentation, 1998

Ra

Sensores piezoeléctricos

tiempodeconstRC

mVadsensibilidkRK

jjK

jXjv

Rv

dtdxk

dtdvcii

dtdvci

iii

s

so

ooRt

oC

RCt

:

)/(:

1)()(

Filtro pasa-altasfc=1/(2πRC)

Sensores piezoeléctricos

Aplicación: Ruidos cardiacos

Sensores piezoeléctricos

Aplicación: Medición de pulso cardiaco

Sensores piezoeléctricos Modelo de alta frecuencia

Voltaje salida

Fuerza entrada

ResonanciaMecánica

Frecuencia

RtCtCm

Lm

Rm

f c

Rangofuncional

Adaptado de Webster. Medical Instrumentation, 1998

Sensores piezoeléctricos

I

V

ZL

Aplicación: Biosensores

Lmm

o ZZCj

VI

Y

0

1

L

LCo

q

RqCq

Cp

L

L

L

R

m

m

c

)( LLqLqLm jXRKZKZ

2

2''

''

LLccL

LLL

GhX

GR

LLfccfs

LfLfs

GKhKf

XKXKf

[Martin91]

[Sauerbrey59] [Kanazawa85]

Biomolécula

Analito