Salidas analógicas ratiométricas para aplicaciones de transductores de presión OEM

Si usted es un fabricante de equipos originales (OEM) que busca optimizar costes y agilizar los procesos de instalación, le interesará saber más sobre los transductores de presión de salida ratiométrica (RM). Estas soluciones altamente eficientes y rentables están diseñadas para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones, como vehículos todoterreno (OHV), deportes de motor y sistemas hidráulicos móviles.

Hace poco publiqué un blog en el que repasaba tres factores clave a tener en cuenta a la hora de seleccionar un transductor de presión OEM: fiabilidad, durabilidad y repetibilidad. Los transductores de salida ratiométrica incorporan los tres factores y más. En este artículo, aprenderá cómo estos instrumentos de medición de la presión pueden ayudarle a ahorrar costes al tiempo que garantizan una integración perfecta y un mayor rendimiento en entornos exigentes.

¿Qué es la salida ratiométrica?

El término "ratiométrico" se refiere a una señal de salida que cambia en proporción directa a un cambio en la tensión de entrada o de alimentación. En otras palabras, a medida que la tensión de alimentación fluctúa, el punto cero y la sensibilidad de la señal de salida también varían en consecuencia.

El concepto que subyace a este tipo de salida es utilizar la misma tensión de referencia tanto para el sensor como para la pantalla, como por ejemplo un convertidor A/D. De este modo se garantiza que cualquier error en la tensión de referencia se compense automáticamente. Esto garantiza que cualquier error en la tensión de referencia se compense automáticamente.

Las señales de salida analógicas se utilizan habitualmente en sensores de presión, temperatura y de otros tipos. Cuando se trata de salida analógica, hay varias opciones de entrada/salida (E/S) disponibles, incluidas las que se enumeran en la tabla siguiente.

Figura 1: Opciones de salida analógica.  

Las señales de salida no ratiométricas más comunes son 1-5 Vcc, 0-10 Vcc y 4-20 mA. Estos tipos de salidas normalmente requieren tensiones de excitación mínimas de 9 a 14 Vcc, que pueden ser difíciles de diseñar en equipos que funcionan con sistemas de baterías típicos de 12 Vcc utilizados en vehículos y otras aplicaciones de equipos móviles. Sin embargo, como este tipo de sistemas pueden sufrir pérdidas de tensión en determinadas condiciones. Por ejemplo, los factores ambientales o una carga inadecuada pueden provocar caídas de tensión en una batería de 12 Vcc que puede descender a 9 Vcc o menos, creando problemas de tensión de alimentación para hacer funcionar el transductor.

Por otra parte, las salidas ratiométricas requieren una fuente de alimentación regulada fija que puede ser de baja tensión y no requiere reguladores de potencia internos. Esto las hace ideales para su uso en aplicaciones de vehículos y equipos móviles, donde los requisitos de espacio y potencia son un factor a tener en cuenta.

Cómo funciona la salida ratiométrica.

Los sensores ratiométricos suelen funcionar con una tensión de alimentación de 5 V CC, con una tolerancia de +/- 10%. La salida del dispositivo es directamente proporcional a la entrada y oscila entre el 10% y el 90%. Para ilustrarlo, considere un escenario en el que tiene un suministro de 5,00 VCC y un sensor de presión con un rango de 100 psi. En este caso, cuando no hay presión en el puerto (0 psi), la salida será de 0,5 V. Por el contrario, cuando hay presión total en el puerto (100 psi), la salida será de 4,5 V.

Figura 2: Tensión de salida con una tensión de entrada de 5,00 Vcc.

Ventajas de los transductores ratiométricos.

Como ya se ha dicho, al comprar un transductor de presión para aplicaciones OEM, las tres características principales que hay que buscar son: 

• Fiabilidad. Posibilidad de comprobar la presión con la misma herramienta y obtener una lectura constante en todo momento. No es necesario ajustar el intervalo.
  
  
• Durabilidad : construcción robusta diseñada para soportar vibraciones, picos de presión y pulsaciones, habituales en las aplicaciones OEM.
  
  
• Precisión : tecnología que garantiza el cumplimiento de los requisitos mínimos de la aplicación, como el polisilicio de eficacia probada y la tecnología de sensor de presión de película fina (CVD). 

Además de los anteriores, los transductores ratiométricos ofrecen:

• Facilidad de diseño e instalación. Los transductores de salida ratiométrica requieren menos equipos periféricos para funcionar en un sistema.
  
  
• Opciones de bajo consumo. Estos sensores pueden funcionar con fuentes de alimentación de voltaje más bajo, lo que reduce los costes de diseño de productos OEM y el valor de instalación para el usuario final.
  
  
• Múltiples configuraciones de señal. Los sensores ratiométricos se adaptan a una gran variedad de opciones electrónicas, fuentes de alimentación y PLC.
  
  
• Opciones "Live Zero". Soporte mejorado para la resolución de problemas (por ejemplo, ausencia de alimentación frente a fallo del sistema/sensor).
  
  

Retos de los resultados ratiométricos.

A diferencia de las salidas digitales o de 4-20 mA, que se ven menos afectadas por la longitud del cable, las salidas ratiométricas requieren una fuente de tensión fija de baja potencia, por lo que pueden producirse pérdidas de señal e interferencias de ruido a medida que aumenta la longitud del cable. Teniendo esto en cuenta, el cable y el sensor deben instalarse alejados de fuentes de ruido como dispositivos de frecuencia variable (VFD), cables de alta tensión, etc., o apantallados después de la instalación.

Ejemplos de transductores de salida ratiométrica.

Ashcroft ha estado proporcionando sensores de presión al mercado OEM durante más de 30 años para su uso con sistemas de aceite/combustible, frenos, colectores, transmisión, diagnóstico y más. Los transductores que ofrecen salida ratiométrica incluyen:

El sensor de alto volumenS1 es compacto y altamente configurable. Ofrece una amplia selección de materiales y conexiones diseñados para soportar vibraciones, golpes y ciclos de vida elevados.

El sensor de diseño robusto G2 está diseñado para instalaciones y condiciones que también producen vibraciones e impactos considerables y una vida útil de muchos ciclos.

El sensor de alta compatibilidadG3 está diseñado en con todas las piezas húmedas de acero inoxidable 316L para su uso con muchos tipos de medios de proceso y está disponible para aplicaciones de baja presión, vacío o presión absoluta.

El sensor de temperaturaKTS1 está diseñado para aplicaciones OEM robustas que requieren salidas analógicas

Cada uno de estos transductores de presión incorpora las tecnologías de detección probadas de Ashcroft para proporcionar una opción rentable diseñada con una fácil instalación y beneficios de ahorro de costes. 

¿Hemos respondido a sus preguntas sobre los resultados ratiométricos?

Espero que ahora comprenda mejor la salida de tensión ratiométrica y las ventajas de utilizar este tipo de transductores de presión para sus necesidades OEM. Por supuesto, tenemos mucha más información que compartir sobre los transductores de presión si necesita profundizar un poco más.

Por ejemplo, puede empezar leyendo otros artículos que hemos escrito sobre el tema, entre ellos: 

• Comparación de productos de transductores de alta presión OEM 
• Cómo proteger y optimizar los transductores de presión en sistemas hidráulicos móviles
• Elección de un transductor de presión para entornos críticos
• ¿Cuánto cuestan los transductores de presión? (6 factores que influyen en el precio)
• Revisión del producto: Transductor de presión OEM S1