2.2. Sensores Inductivos

Los sensores inductivos son aquellos que producen una modificación de la inductancia o
inductancia mutua por variaciones en un campo magnético. Esta variaciones pueden ser
fruto de perturbaciones en el campo, o modificación de la distancia de influencia del
campo. Solo hablaremos de dos tipos: la reluctancia variable y la inductancia mutua.

2.2.1. Reluctancia variable
Este tipo de sensor se basa en la ley.

donde φ es el flujo de campo magnético, I es la corriente y N es el número de vueltas del
inductor.

Pero el flujo magnético es igual al cociente entre la fuerza magnetomotriz M y la
reluctancia magnética R, y además, M = NI, por lo que:

Para una bobina de longitud L y sección de área A, donde la longitud sea mucho mayor que
el diámetro de las espiras se tiene:


donde
μr es la permeabilidad relativa del núcleo
L = recorrido de las líneas de campo en el aire.
A = Area de las bobinas.

Normalmente se aprovechan las variaciones de la longitud y de la permeabilidad.
Cuando lo que varía es la distancia L se está hablando de sensores de entrehierro variable, y
cuando lo que varia es la permeabilidad se dice que se está hablando de sensores de núcleo
móvil.
Esto sensores tiene los siguientes problemas:
a. Los campos magnéticos parásitos afectan a L, por lo que se deben apantallar.
b. La relación L y R no es constante y varía hacia los extremos.
c. L y R son inversamente proporcionales, por lo que las medidas serán normalmente no
lineales.
d. La temperatura de trabajo debe ser menor a la de Curie del material usado.
Por contra tienen la siguientes ventajas:
a. La humedad los afecta muy poco.
b. Tiene poca carga mecánica.
c. Y una alta sensibilidad.

2.2.2. Inductancia mutua (LVDT)
Este tipo de sensores se basa en la variación de la inductancia mutua entre un primario y
cada uno de los dos secundarios al desplazar el núcleo. La denominación LVDT viene de
Linear Variable Differential Transformer

Aunque este dispositivo cambia la impedancia mutua, la salida es una tensión alterna
modulada, no un cambio de impedancia.
Tiene como limitaciones que en el centro la inductancia mutua no se anula, por deficiencias
en el proceso de construcción. Además existe la presencia de armónicos en la salida
Sin embargo tiene las siguientes ventajas:
a. Resolución infinita.
b. Poca carga mecánica.
c. Bajo rozamiento: vida ilimitado y alta fiabilidad.
d. Ofrecen aislamiento eléctrico entre el primario y el secundario.
e. Aísla el sensor (vástago) del circuito eléctrico
f. Alta repetibilidad.
g. Alta linealidad.
Tiene alcances desde 100 micrometro hasta 25 centímetros.
Cuando estos dispositivos tiene la electrónica DC se denominan LVDT de continua
(DCLVDT).
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SI la medida es angular se denominan RVDT.

2.2.3. Acondicionamiento de sensores inductivos
Para el acondicionamiento de los sensores inductivos se suele utilizar los divisores de
tensión y puentes de alternas vistos para los sensores capacitivos.
Para el LVDT habrá que utilizar un amplificador de portadora y detección coherente.
Como su salida es de suficiente amplitud no suelen requerir de amplificación. Una
alternativa es usar rectificadores de media onda u onda competa, y restar el resultado.