Transductor Esy Electro Dos

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    08-Aug-2015
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La medicin de parmetros como presin, fuerza, temperatura, posicin, etc., constituyen grandes aplicaciones en la ingeniera y la medicina. En estas aplicaciones los transductores se usan para convertir una variable fsica en una cantidad elctrica proporcional, lo que permite controlarlas, procesarlas, medirlas, amplificarlas mediante circuitos electrnicos.

Electiva II - Universidad del Quindo

Un transductor es un dispositivo que convierte una forma de energa en otra.

Variable medida

Salida elctrica

TRANSDUCTORExcitacin

Sensor = Transductor ?

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Medicin de eventos fisiolgicos:Cuando un eventos fisiolgico es transformado en una seal elctrica, se puede obtener informacin acerca del mismo. Teniendo la representacin elctrica del evento es mucho ms fcil aplicar tcnicas electrnicas para su manipulacin. Para convertir eventos fisiolgicos en seales elctricas se utilizan diversos mtodos, entre los ms comunes existen las variaciones directas o indirectas de cantidades elctricas como: resistencia, capacitancia, inductancia,

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Un transductor debe cumplir con la primera regla de la instrumentacin: El instrumento de medicin no debe alterar el evento que est siendo medido. medido Esto no siempre es posible y el grado de alteracin debe tomarse en cuenta, por lo tanto es comn usar mtodos que aslen parcialmente el transductor del evento.

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El transductor debe obedecer tres criterios para la fiel reproduccin de un evento. Respuesta lineal de amplitud. Respuesta en frecuencia adecuada. Estar libre de distorsin de fase.

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Si el transductor elctrico produce una seal sin necesidad de una excitacin elctrica se conoce como transductor activo. activo Si el transductor solo es capaz de producir una seal de salida cuando se emplea un conjunto con una fuente de excitacin se le llama transductor pasivo. pasivo

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Transductor PASIVOS Resistencia. Galga extensiomtrica resistiva. Termmetro de resistencia. Termistor. ACTIVOS Termopar Generador de bobina mvil. Celda fotovoltaica. Detector piezoelctrico.

Aplicacin Presin, desplazamiento Fuerza, desplazamiento. Temperatura, calor radiante. Temperatura.

Temperatura, flujo de calor, radiacin. Velocidad, vibracin. Medidor de luz, celda solar. Sonido, vibracin, aceleracin, cambios de presin.

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Termopar

Celda Fotovoltaica

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Transductores Piezoelctricos de presinElectiva II - Universidad del Quindo

Los transductores tambin se pueden clasificar:Segn su aplicacin: Transductores de temperatura, de presin, bioqumicos, ultrasnicos. Segn su principio de funcionamiento: Transductores resistivos, capacitivos, inductivos, semiconductores, piezoelctricos,

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Criterios de seleccin:1. Rango. 2. Sensibilidad. 3. Efectos de carga. 4. Respuesta en frecuencia. 5. Formato de salida elctrica. 6. Impedancia de salida. 7. Requerimientos de potencia. 8. Medio fsico. 9. Errores.

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Un electrodo es un transductor que convierte corriente inicas (las corrientes del cuerpo humano son inicas es decir producidas por iones) en corrientes elctricas y viceversa.

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Un electrodo debe responder a los tres criterios para la reproduccin de eventos: respuesta lineal de amplitud, respuesta de frecuencia y estar libre de distorsin de fase.

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metal

electrolyte

M+e-

IA-

Interfaz Metal - ElectrolitoElectiva II - Universidad del Quindo

Interfaz electrodo-electrolito:El electrolito es una solucin acuosa que contiene cationes del metal del electrodo C+ y aniones A-.

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Interfaz electrodo-electrolito:Una corriente neta que cruce la interface, pasando del electrodo al electrolito, consiste en:1. 2. 3.

Electrones que se mueven en direccin opuesta a la corriente en el electrodo. Cationes C+ movindose en la misma direccin de la corriente. Aniones A- movindose en direccin opuesta a la corriente en el electrolito.

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Potenciales caractersticos en los bioelectrodosCuando un electrodo metlico entra en contacto con un electrolito ocurren intercambios in-electrn, los iones metlicos tienden a entrar en la solucin y los iones en el electrolito tienden a combinarse con los electrodos metlicos. Como resultado de esto surge una distribucin de carga, la cual desarrolla lo que se denomina potencial de media celda o potencial caracterstico de equilibrio cuando no existe flujo de corriente a travs de la interfaz.Electrolito: es una solucin de sales en agua, que da lugar a la formacin de iones y que permiten que la energa elctrica pase a travs de ellos

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metal:

Li

Al

Fe negativ

Pb

H 0

Ag/AgCl 0,223

Cu

Ag

Pt

Au 1,68

Vh / Volt -3,0

positiv

El potencial caracterstico o de media celda est determinado por el metal involucrado, la concentracin de iones en la solucin, la temperatura y otros factores de segundo orden.Electiva II - Universidad del Quindo

Cuando hay un flujo de corriente, el potencial de media celda cambia. Este cambio de voltaje se conoce como polarizacin o sobre potencial.

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INTERFAZ ELECTRODO

ELECTROLITO PIEL

La piel posee caractersticas elctricas y stas influyen cuando se coloca sobre ella un electrodo electrolito.

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Impedancia de la piel para 1cm2: 200k @1Hz 200 @ 1MHz

La epidermis representa una impedancia elctrica que se comporta como un circuito RC en paralelo. El efecto de la epidermis se puede reducir si se frota con algn material abrasivo el sitio donde se colocar el electrodo.Electiva II - Universidad del Quindo

La resistencia Rel es la asociada con el efecto del gel entre el electrodo y la piel. Rp, Cp, efecto de las glndulas de sudor, el sudor, etc.

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Caractersticas elctricas: 1. Impedancia medida entre los terminales de un par de electrodos, es alta en la regin de baja frecuencia y al aumentar la frecuencia decrece hasta un valor constante. 2. Con electrodos de grandes reas, el decrecimiento en impedancia con el crecimiento de la frecuencia, refleja el decrecimiento de la impedancia del tejido vivo. La impedancia de los electrodos con el contacto de la piel est entre los 10-500k para los electrodos de superficie.Electiva II - Universidad del Quindo

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Los electrodos pueden ser perfectamente polarizables y perfectamente no polarizables. Esta clasificacin se refiere a lo que ocurre en el electrodo cuando una corriente fluye entre l y el electrolito. Los electrodos polarizables son aquellos en los que la carga cruza la interfaz electrodo-electrolito cuando se aplica corriente. A travs de la interfaz, hay una corriente desplazamiento y el electrodo se comporta como condensador. no la de un

Los electrodos no polarizables son aquellos en los que la corriente cruza la interfaz electrodo-electrolito, pero requiere energa para la transicin. Estos electrodos se comportan como una resistencia.

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Polarizables: (se Comportan como un Condensador)platinum (Pt)

No Polarizables (se Comportan como una Resistencia)silver/silver chloride (Ag/AgCl) mercury/mercurous chloride (Hg/Hg2Cl2)

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El electrodo de plata/cloruro de plata (Ag/AgCl) es uno de los ms empleados para el registro de biopotenciales. Es un electrodo no polarizable y puede ser fabricado fcilmente en el laboratorio.

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El electrodo consiste de metal de plata cubierto por una capa delgada de plata-cloruro de plata (AgCl). El electrodo es sumergido en un electrolito donde el anin principal es Cl .

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Fabricacin de electrodos de Ag/AgClPara fabricar los electrodos se usa electroqumico llamado Galvanoplastia. un procedimiento electroltico y

Se implementa una celda electroqumica, en la que se encuentra el electrodo de Ag (nodo), sobre el cual se deposita la capa de AgCl y otra pieza de Ag (que posee una superficie mucho mayor que la del nodo) es el ctodo. Una pila de 1.5 V sirve como fuente de energa y una resistencia en serie limita el pico mximo de corriente, y, por consiguiente, limita la mxima rata de la reaccin. Se puede colocar un miliampermetro en el circuito para observar la corriente, que es proporcional a la rata de la reaccin. Luego de encender la fuente del circuito, comienzan a desarrollarse las reacciones qumicas que depositan la capa de AgCl sobre la superficie del electrodo. A medida que transcurre el tiempo la capa de AgCl aumenta y la corriente baja. Tericamente la reaccin se completa cuando la corriente se hace cero. En la prctica esto nunca ocurre, por lo que la reaccin se puede parar despus de algunos minutos, cuando la corriente haya alcanzado un valor estable (del orden de los 10A para la mayora de los electrodos biolgicos).

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Fabric