Sensores capacitivos
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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