SENSORES MODULADORES

1. Sensores resistivos.

Los sensores basados en la variación de la resistencia eléctrica de un dispositivo son probablemente los más abundantes. Ello se debe a que son muchas las magnitudes físicas que afectan al valor de la resistencia eléctrica de un material.

Para la clasificación de los diversos sensores de esta clase se ha tomado como criterio la magnitud física medida. El orden seguido es:

• Variables mecánicas
• Variables térmicas
• Variables magnéticas
• Variables ópticas
• Variables químicas

1.1. Potenciómetros (Variables mecánicas)

La figura 1 muestra un potenciometro, el cual es un resistor con un contacto movil deslizante o giratorio.


Figura 1. Potenciometro ideal y su simbolo

La resistencia entre dicho contacto móvil y uno de sus terminales fijos es:

donde x es la distancia recorrida desde el otro terminal fijo, a la fraccion de longitud correspondiente, p es la resistividad del material, l su longitud y A su seccion transversal, supuesta uniforme.

Sin embargo, esta ecuacion supone un comportamiento ideal lo cual no esta del todo garantizado ya que la resistencia no es perfectamente uniforme a lo largo de todo el recorrido l, lo que afecta la linealidad del potenciometro. Por otra parte, se supone que el contacto del cursor da una variacion de resistencia continua con resolucion infinita, lo cual no es cierto para todos los tipos de elementos resistivos.

Otro problema está en el hecho de alimentar el potenciometro con corriente alterna, lo cual es de importancia para valores de Rn altos ya que su capacidad parasita no será despreciable. La temperatura tambien afecta su resistividad, una causa de esto puede ser una variacion no uniforme de temperatura ya sea por el ambiente o por autocalentamiento por el limite de disipacion de potencia del potenciometro.

Otro factor limitante es el rozamiento del cursor y su inercia. La fuerza para desplazar el cursor es de 4 a 15 g. Para movimientos variables se usan dos cursores con un brazo de longitud y frecuencia de resonancia distinta al otro.

Por último, si la resolucion deseada es alta, se debe tener en cuenta que el ruido debido a la resistencia y el contacto, debido al polvo, la humedad, la oxidacion y desgaste. Al variar la resistencia del contacto de una a otras posiciones, la corrientre a su traves produce variaciones en la tension y si es alta puede dar fluctuaciones considerables.

Existen modelos lineales y no lineales, en algunos casos la salida es una funcion senoidal del angulo de giro del cursor. Si se deposita un conductor sobre un soporte triangular como el de la figura 2.

Figura 2. Potenciometro no lineal basado en un soporte triangular

la ecuacion de su resistencia sera:

donde A es la seccion del hilo y D su diametro.

En la actualidad se usan los potenciometros basados en una pelicula de carbon depositada sobre un soporte, sola o bien aglomerada con plastico, y un cursor de metales nobles aleados, esto pèrmite una altsa resolucion y laraga vida a bajo precio. su coeficiente de temperatura es alto, lo que provoca que se pierda resolucion cuando disipa potencias altas.


Para medir inclinaciones, se usan los potenciometros liquidos o electroliticos (ver figura 3) que consisten en un tubo curvado y cerrado hermeticamente, parcialmente lleno con un liquido conductor (electrolitico), dejando una burbuja de aire que al variar la inclinacion, permite variar la tension entre el electrodo de control y los otros dos. Normalmente funcionan con voltaje alterno entre los electrodos de sus extremos.
Figura 3. Potenciometro liquido

En la figura 4.a se muestra un sensor resitivo sin cursor, el cual mide el nivel de liquido. Consta de una cinta de acero inoxidable aislado por los lados y la parte posterior y una lamina dorada en su parte frontal, alrededor de la cinta se devana un hilo de nichrome dorado. Cuando la cinta se sumerge en un tanque o deposito (figura 4.b), la presion electrostatica sobre la cubierta externa presiona la helice sobre la cinta, dependiendo asi la resistencia de la longitud sumergida.

Figura 4. Sensor de nivel.

1.2. Galgas extensométricas (Variables mecánicas)

Las galgas extensométricas se basan en la variación de la resistencia de un conductor cuando se le somete a un esfuerzo mecánico. Sea un hilo metalico de longitud l, seccion transversal A y resitividad p, su resistencia electrica sera:
Si se le somete a un esfuerzo longitudinal, cambiaran las tres magnitudes y por consiguiente tambien su resistencia. Segun la ley de Hooke, el cambio del material al palicarle una fuerza F, es:

donde E es una constante del material, (delta) es la tension mecanica y e (epsilon) es la deformacion unitaria. e es adimensional pero se expresa tambien en microdeformaciones.

Para piezas tridimensionales que tengan ademas de la longitud l una dimension transversal t, al aplicarle un esfuerzo cambiaran ambos valores, esto se expresa por medio de la ley de Poisson:

donde u es el coeficiente de Poisson, comprendido entre 0 y 0.5.

Es importante destacar que para que se cumplan las condiciones antes señaladas debe evitarse que el material llegue a la zona de fluencia (ver figura 1.2.1), de la grafica tambien se observa que al llegar a la zona de ruptura, el material se deforma permanentemente y ya no es posible regresarlo a su forma original.

Figura 1.2.1 Relacion entre esfuerzos y deformaciones. La escala de la zona elastica esta muy ampliada.

Si se considera una seccion cilindrica de diametro D para el hilo conductor, se tendra:

La variacion de la resistividad como resultado de un esfuerzo se denomina efecto piezorresistivo. Esto se debe a cambios en la amplitud de las oscilaciones de los nudos de la red cristalina del metal, afectando asi a la resistividad p y tambien su volumen V.

donde C es la constante de Bridgman.

Aplicando 2.6 el cambio de volumen se expresara como :

Si el material es isotropo y no se rebasa su limite elastico, quedara:

donde K es el factor de sensibilidad de la galga. Asó pues para pequeñas variaciones, la resistencia del hilo metalico deformado puede expresarse de la froma:

donde Ro es la resistencia en reposo y X=Ke.

Algunos inconvenientes en el empleo de las galgas son:

- No se debe llevar la galga fuera del margen elastico de deformaciones.

- Debe cuidarse de colocar la galga sobre la superficie de forma tal que el esfuerzo sea aplicado transversalmente a ella, cualquier deformacion minima en estado de reposo constituye un cambio de resistencia y por tanto un error.

- Cualquier cambio de temperatura en la superficie donde se coloca, provocara un cambio de resistencia.

Dependiendo de la necesidad a la que se requiere someter a la galga, o simplemente de disminuir su sensibilidad a la temperatura y otros factores, se tienen diversos tipos de galgas como los que se muestran en la figura 1.2.2:

Figura 1.2.2.Diversos tipos de galgas metalicas y semiconductoras, con y sin soporte

Las galgas se pueden aplicar a:

- Medida de fuerza

- Medida de presión

- Medida de desplazamientos pequeños

- Medida de vibracion

Algunas de estas aplicaciones se aprecian en la figura 1.2.3:

Figura 1.2.3 Diversas aplicaciones de las galgas extensiometricas a la medida de las magnitudes mecanicas

1.3. Termorresistencias (Variable térmicas)

Una termorresistencia es un dispositivo que varía su resistencia con la temperatura. Suele
denominarse RTD (Resistive temperature detector) por sus siglas en ingles.
El símbolo que la caracteriza es:

El símbolo sin flecha indica que la variación es intrínseca por la característica resistiva, no
por manipulación manual.

Su ecuacion caracteristica es la que sigue:
donde Ro es la resistencia a la temperatura de referencia y T el incremento de temperatur respecto a la de referencia.
􀂃 La variación de resistencia se debe tanto al cambio de resistividad como al cambio de dimensiones
asociado al incremento de temperatura.
􀂃 En el caso de los metales empleados en estos sensores (platino, níquel, cobre, molibdeno) y para los
márgenes de medida de cada uno, prevalece el término lineal (α1T) sobre los demás, con una
proporción de más de 10 a 1.

Se puede decir, por tanto, que existe una linealidad aceptable dentro del margen de medida.

Normalmente se suele aceptar un modelo lineal para los RTD basado en el uso de un solo coeficiente α,
obtenido, para un determinado rango de temperaturas, con la intención de minimizar el error por no linealidad.
De modo que la expresión de la resistencia en función del incremento de temperatura queda así:

Este dispositivo tiene como limitaciones.
o No puede medir temperaturas próximas a la de la fusión del conductor con que se
fabrica.
o El autocalentamiento ocasionará derivas en la medición, por lo tanto, el RTD debe estar a la temperatura a medir.
o Si se deforma, puede cambiar su patrón de medición.

Tiene como ventaja el ser diez veces mas sensible que los termopares, su repetibilidad, estbilidad a largo plazo y exactitud permiten que su margen lineal sea el descrito anteriormente.

1.4. Termistores (Variables térmicas)

Los termistores son resistores variables con la temperatura, pero no están basados en conductores como los
RTD, sino en materiales semiconductores.

􀀹 Si su coeficiente de temperatura es negativo se denominan NTC (Negative Temperature
Coefficient), mientras que si es positivo se denominan PTC (Positive Temperature Coefficient).
􀀹 Los símbolos respectivos son los siguientes, donde el trazo horizontal en el extremo de la línea
inclinada indica que tienen un comportamiento no lineal.

􀀹 El fundamento de los termistores está en la dependencia de la resistencia de los semiconductores
con la temperatura, debida a la variación con esta del número de portadores.
􀀹 Al aumentar la temperatura lo hace también el número de portadores reduciéndose la resistencia
(coeficiente de temperatura negativo, NTC)
􀀹 Esta dependencia varía con la concentración de impurezas. Si el dopado es muy fuerte, el
semiconductor adquiere propiedades metálicas y presenta un coeficiente de temperatura positivo
(PTC) en un margen de temperaturas limitado.

NTC
En un rango de temperaturas reducido (50ºC), la dependencia entre la resistencia (RT) y la temperatura (T) se
puede expresar de forma aproximada (error=±0.3ºC) por la siguiente ecuación:

Donde R0 es la resistencia a 25ºC u otra temperatura de referencia, y T0 es dicha temperatura expresada en
kelvins.

El parámetro B (beta) es la denominada temperatura característica del material, y tiene valores que van de
2000K a 5000K. Pero no es constante para un mismo material, aumenta con la temperatura. También varía de
una unidad a otra para un mismo material, salvo en el caso de modelos intercambiables.

En la gráfica de la figura se muestra la dependencia de la resistencia con la temperatura para el caso de dos
NTC. Téngase en cuenta que la escala vertical es logarítmica.

PTC
Para las PTC hay dos tipos de comportamiento según la composición y el dopado.
􀀹 Las de tipo cerámico presentan un cambio brusco de resistencia cuando se alcanza la temperatura de Curie. Se denominan a veces posistores.
Por encima de la temperatura de Curie, su coeficiente de temperatura es positivo. Por debajo es negativo o casi nulo. Se suelen utilizar en aplicaciones de conmutación. Normalmente se considera que la temperatura de conmutación (TS) es aquella para la que la resistencia alcanza un valor doble del valor mínimo.
􀀹 Las PTC basadas en silicio dopado presentan una variación más suave con la temperatura. A veces se comercializan ya linealizadas con la denominación de silistores. Se suelen utilizar en aplicaciones de medida.

Linealización.
Se puede aumentar la linealidad de un termistor añadiendo una resistencia en paralelo de valor R. La resistencia
resultante Rp presenta una linealidad mayor y una menor dependencia con la temperatura, es decir, una menor sensibilidad.

Otro método consiste en forzar un punto de inflexión en la curva resistenciatemperatura que esté justo en el centro del margen de medida (TC). Para obtener el valor de R basta con imponer la condición de que la segunda derivada de RP con respecto de la temperatura sea igual a cero.

1.5. Magnetorresistencias (Variable magnéticas)

Si se aplica un campo magnetico a un conductor por el que circula corriente, dependiendo de la direccion del campo, además de la tensión Hall hay una reduccion de corriente al ser desviados algunos electrones de su trayectoria, aumentando asi su resistencia electrica.

Este tipo de sensores tiene la ventaja con respecto a los sensores inductivos, por ser de
orden cero, y con respecto a los sensores de efecto Hall por ser más sensible y proveer un
mayor margen de medición de medición.

Está formada por una aleación de Hierro y Níquel (permalloy)

Tiene las siguientes aplicaciones:

• Medición de campos magnéticos en las lectoras de tarjetas y el registro magnetico de audio en cintas
• Otras magnitudes que provean un cambio en el campo magnético, como el
  desplazamiento de una pieza, detectores de proximidad, nivel de flotador, etc. En
  estos casos se utiliza un imán que cambia su posición con el proceso. El campo
  generado por el imán es medido por la magnetorresistencia.

1.6. Fotorresistencias (Variables ópticas)

Las LDR (Light Dependent Resistors) Se basan en la variación de la resistencia eléctrica de un semiconductor al incidir en él radiación óptica (radiación electromagnética con longitud de onda entre 1mm y 10 nm). La radiación óptica aporta la energía necesaria para aumentar el número de electrones libres (efecto fotoeléctrico) disminuyendo la resistividad.

Su simbolo es el siguiente:

Las aplicaciones de las LDR ordinarias se pueden dividir entre las de medida de luz, con poca precision y bajo coste, y las que emplean la luz como radiacion a modificar. En el primer grupo están: el control automatico de brillo y contraste de television, el control de iluminacion de vias publicas, etc. En el segundo grupo estan los detectores de presencia y posicion y algunas medidas de nivel de depositos.

1.7. Higrómetros resistivos (Variables químicas)

El higrómetro se utiliza para medir humedad. Se basan en la variación de resistencia que experimentan los materiales por la humedad, como el vapor de agua en un gas o el agua absorbida en un líquido o sólido.

La mayoría de los aislantes eléctricos presentan un descenso brusco de resistividad al aumentar la humedad de su entorno. Si se mide la variación de su resistencia se tiene un higrómetro resistivo. La relación entre la humedad relativa y la resistencia no es lineal, es casi exponencial. La resistencia se debe medir con una corriente alterna de valor medio cero.

1.8. Acondicionamiento: Puente de Wheastone, Amplificador de Instrumentación.

PUENTE DE WHEATSTONE. MEDIDAS POR DEFLEXIÓN

Es el método habitual para obtener una señal eléctrica de salidafunción de la magnitud a medir con el puente.

Normalmente, para x=0 el puente debe estar equilibrado, es decir, los dos divisores de tensión presentan la misma tensión de salida. En elequilibrio se debe cumplir que:

La tensión de salida VS se puede expresar en función de k y x:

De la expresión anterior se deduce que la salida del puente sóloes lineal con x si k+1 es mucho mayor que x.

Derivando VS con respecto de x se obtiene la sensibilidad del puente frente a variaciones de x.

Se observa que la sensibilidad es función de V, de x y de k. Derivando S respecto de k e igualando a cero se obtiene que si k=x+1la sensibilidad es máxima. Calculando la segunda derivada se comprueba que efectivamente este punto corresponde a un máximo.
De lo dicho hasta el momento se desprende que la sensibilidad y la linealidad se comportan de forma contraria. Si se aumenta k, para obtener una buena linealidad, disminuye lasensibilidad y viceversa.

Puente de Wheatstone alimentado en corriente.

Cuando se alimenta el puente en corriente también se obtiene unafunción de transferencia no lineal.De la expresión anterior se deduce que la condición para que exista linealidad entre VSy x, es menos exigente que si el puente se alimenta en tensión.
Puente alimentado en tensión: linealidad si k+1 mucho mayor que x.

Puente alimentado en corriente: linealidad si 2(k+1) mucho mayor que x.

Derivando VS con respecto de x se obtiene la sensibilidad del puente frente a variaciones de x.


De la expresión anterior se deduce que la sensibilidad de un puente de Wheatstone alimentado en corriente tiende asintóticamente a 0.5IR0 cuando k tiende a infinito. Además, la sensibilidad y la linealidad no varían en sentido inverso como cuando la alimentación es en tensión. En este caso, ambas características crecen al aumentar la k del puente. El único problema de la alimentación en corriente que cabe comentar, es que obtener una fuente de corriente constante del valor requerido y con la estabilidad necesaria es más complicado que en el caso de la fuente de tensión. No obstante, hoy en día existen fuentes de corriente enforma de C.I. perfectamente válidas. En las figuras se muestra gráficamente la dependencia, ya comentada, de la sensibilidad con respecto a la k del puente y a la magnitud a medir.

Calibración de puentes sensores

En muchos transductores comerciales el sensor y el puente de medida vienen en el mismo encapsulado y sólo se tiene acceso a los terminales de alimentación y a los de salida. Es el caso de muchos sensores de presión o de fuerza. Como ya es sabido, la sensibilidad depende de la tensión de alimentación, de k y de x. Si x es mucho menor que k+1 se puede suponer la sensibilidad constante en el margen de medida.

Supuesto un comportamiento lineal, si se quiere determinar con exactitud el valor de la sensibilidad que presenta el puente, se puede aplicar el siguiente procedimiento.
Antes de conectar Rc (con x=0) se ajusta el puente hasta que VS=0. Al conectar Rc, y manteniendo nula la variable de medida, la deflexión de la salida se puede interpretar como debida a un cambio x en R3. De modo que:

Como se ha supuesto un comportamiento lineal, la sensibilidad con respecto de x sería:

Basta, pues, con conocer R0 y la resistencia de calibración Rc para deducir la sensibilidada partir de la medida de VS.

Medidas diferenciales y medias. Compensaciones

Una de las ventajas que presenta un puente frente a un divisor de tensión es su capacidad para medirdiferencias entre magnitudes o valores medios. Permite, además, aumentar la sensibilidad empleando sensores múltiples, y compensar determinadas interferencias.

Disponiendo un sensor en cada una de las ramas adyacentes de un puente de wheatstone (según se muestra en la figura a) se puede medir la diferencia entre las magnitudes que detectan respectivamente.
La tensión desalida viene dada por la siguiente expresión: de donde se desprende que VS es función de la diferencia entre las magnitudes a medir.

El montaje de varias galgas extensométricas en un mismo puente ofrece también muchas posibilidades. Si se emplean dos galgas que experimentan deformaciones de igual amplitud pero de signo opuesto, al disponerlas de la forma que se indica en la figura b se tiene una tensión de salida:

Que es lineal sin necesidad de aproximaciones.

Utilizando galgas extensométricas dobles montadas adecuada-mente, se puede lograr una situación como la descrita por la figura c.

La tensión de salida en este caso es: Vs= V.x

Las galgas extensométricas son sensibles a la temperatura, y un puente permite reducir esta interferencia. Si se utiliza una galga simple que experimenta una variación de yΩ/Ωdebida a la temperatura, además de la variación de xΩ/Ωdebida al esfuerzo que se desea medir, basta disponer otra galga igual pero pasiva (es decir, no sometida al esfuerzo a medir), y emplear el circuito de la figura.
En el caso de utilizar galgas múltiples, además de aumentar la sensibilidad, la compensación de temperatura se obtiene directamente, pues, al afectarles a todas por igual sus efectos se anulan.

La última aplicación del puente de Wheatstone que se expondra es la medida de valores medios utilizando la configuración del puente que se muestra en la figura. Se supone que los tres sensores (podían ser más) son iguales, pero miden valores distintos de una misma variable. Por ejemplo, la temperatura en diferentes puntos. En estas condiciones la tensión de salida del puente sería:

Las distintas configuraciones de puente mencionadas se conocen frecuentemente como montajes en cuarto de puente, semipuenteo puente completo, dependiendo de si los sensores se sitúan en una, dos o cuatro ramas respectivamente.

Amplificadores de instrumentación (AI):

Para recibir tal denominación deben reunir las siguientes características:

• Alta impedancia de entrada.


• Baja impedancia de salida.


• Alto CMRR.


• Ganancia estable y ajustable con una única resistencia y sin que afecte al ancho de banda.


• Tensiones y corrientes de desequilibrio (offset) bajas y con pocas derivas.

En la figura se muestra un AI con una estructura típica basada en tres amplificadores operacionales.

• La ganancia se puede fijar con una sola resistencia (RG) sin afectar al CMRR total.
• Las impedancias de entrada y salida son las correspondientes a los amplificadores operacionales.
• Para conseguir un CMRR alto se debe cumplir que CMRRAO1=CMRRAO2, que las resistencias presenten un alto grado de apareamiento y que CMRRAO3sea alto. El valor del CMRR total aumenta con la ganancia.

El terminal designado como referencia(en la figura) es accesible en los AI comerciales. De esta forma, el nivel de tensión de referencia de la salida se puede desplazar según convenga. El terminal designado como detecciónsuele ser accesible. Si se conecta directamente a la salida, latensión en un punto alejado diferirá de VOsegún la caída de tensión que se produzca en el conductor. En cambio, si el terminal de detección se conecta al punto remoto, por acción de la realimentación, la tensión en ese punto será VO.

2. Sensores de reactancia variable

La variación de la reactancia de un componente o circuito ofrece alternativas de medida a las disponibles con los sensores resistivos. Muchas de ellas no requieren contacto físico con el sistema donde se va a medir, o bien tienen un efecto de carga mínimo.

Este tipo de sensores ofrecen soluciones mejores que los resistivos en el caso de medida de desplazamientos lineales y angulares, en el caso de tratar con materiales ferromagnéticos, y para la medida de la humedad.

La falta de linealidad intrínseca en alguno de los principios de medida empleados se supera con el uso de sensores diferenciales.

La alimentación normalmente debe ser con una tensión alterna. Esto limita la frecuencia máxima admisible en la variación de la magnitud a medir, que debe ser inferior a la de la tensión de alimentación.

2.1. Sensores Capacitivos

2.1.1. Condensador variable

Están basados en la variación de la capacidad de un condensador como consecuencia de la variación de la magnitud física a medir. Un condensador almacena una carga Q cuando es sometido a una diferencia de potencial V. La carga y la tensión están relacionadas por una constante (C) denominada capacidad.

Q=CV

La capacidad de un condensador es función de su geometría y de la constante dieléctrica (ε) del material dieléctrico utilizado entre las placas.
C=F(ε, geometría)

Cualquier magnitud física que modifique la constante dieléctrica o la geometría de un condensador podría ser medida midiendo la capacidad. Existen multitud de sensores capacitivos con geometrías diferentes, adaptadas a la medida de diversas magnitudes físicas.

El caso más simple es el condensador de placas paralelas que se muestra en la figura.

A continuación se muestra el esquema del principio de funcionamiento de diversos sensores capacitivos basados en una variación de área, de distancia entre placas y de dieléctrico.
El empleo de un condensador variable como sensor está sujeto a una serie de limitaciones.

Efecto borde: en un condensador de placas paralelas, cuando la separación entre placas es mucho menor que las dimensiones laterales, este efecto es despreciable. En caso contrario, las alteraciones del campo eléctrico en las proximidades de los bordes del condensador, hacen que la capacidad real del mismo no coincida con la obtenida al aplicar la expresión teórica. Un método para reducir el efecto de los bordes sin alterar las relaciones geométricas es el empleo los denominados anillos de guarda. Consiste en rodear una de las placas del condensador, a una cierta distancia g, con un anillo puesto al mismo potencial que dicha placa, según se muestra en la figura.

Aislamiento entre placas: debe ser alto y constante. Por ejemplo, si como consecuencia de variaciones de humedad, se altera el aislamiento ofrecido por el dieléctrico y aparecen resistencias parásitas en paralelo con C, se producen variaciones en la impedancia del condensador no atribuibles a un cambio de capacidad. Es decir, parte del cambio de impedancia no es consecuencia de la magnitud que se mide.

Interferencias capacitivas: si cualquier conductor próximo al condensador variable alcanza un determinado potencial con respecto a la placa de este no conectada a masa, aparecerá una capacidad parásita (CP) entre la placa y el conductor, que interfiere en la medida. Puede ser necesario apantallar eléctricamente esta placa y los cables conectados a ella respecto al entorno ajeno al sensor.

Cables de conexión: al ser apantallados para evitar las interferencias capacitivas, aparece una capacidad parásita (CP) en paralelo con la capacidad del sensor (CS). Esto hace que se pierda sensibilidad, pues la magnitud a medir hará cambiar sólo CS, que es ahora una parte de la capacidad total.No linealidad: su linealidad depende del parámetro que varía, de la expresión de la capacidad y de si se mide la impedancia o la admitancia del condensador. Para el caso de un condensador de placas paralelas:
Alta impedancia de salida: si se quiere medir la tensión en los terminales del sensor capacitivo, es preciso utilizar un circuito de medida que tenga una impedancia de entrada muy alta. De lo contrario se producirá un error por carga considerable. Esto no siempre es fácil de conseguir. Una alternativa consiste en medir la corriente a través del sensor, con lo que la exigencia de una impedancia de entrada alta desaparece.

Frente a las limitaciones anteriores, los sensores capacitivos presentan una serie de ventajas que los hacen atractivos en muchas aplicaciones.

Error por carga mecánica mínimo: como sensores de desplazamiento, al no haber contacto mecánico directo, como sucedía en los potenciómetros, no hay errores por fricción. Además, el elemento móvil suele tener muy poca masa, con lo que su inercia es muy pequeña y la energía necesaria para desplazarlo es despreciable.

Estabilidad y reproducibilidad muy elevadas: al no depender la capacidad de las propiedades de las placas, no afectan en este sentido los cambios de temperatura ni hay derivas temporales. Si el dieléctrico es el aire, ε varía poco con la temperatura. Para otros materiales, las variaciones de temperatura pueden tener más influencia. Pero en todo caso, la resistividad varía más con la temperatura, por lo que los sensores resistivos deben ser considerados menos inmunes a estos cambios de las condiciones ambientales.

Muy alta resolución en la medida de desplazamientos: esto es consecuencia de la alta resolución que se puede conseguir, con los circuitos de acondicionamiento, en la medida de capacidades. Se logran detectar desplazamientos de hasta 10 pm.

No producen campos eléctricos ni magnéticos grandes: esto es una ventaja frente a los sensores inductivos, que pueden producir campos magnéticos de dispersión intensos que perturban el funcionamiento de otros circuitos del entorno.

Entre las aplicaciones más inmediatas de los sensores capacitivos están los detectores de proximidad y las medidas de desplazamientos lineales y angulares, niveles de líquidos y humedad. Estos sensores pueden medir otras magnitudes si un sensor primario apropiado las convierte en un desplazamiento. Por ejemplo, presión, aceleración, fuerza, etc.