Sensores Caracteristicas y definicion PDF

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sensores, caracteristicas previas para reconocer y seleccionar un sensor en la industria...

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Sensores: Características Técnicas, Resolución, Precisión, Tipos De Sensores Saul Lema, Alejandro Narváez, Gabriel Vera 30 de enero de 2021

RESUMEN

ABSTRACT

La ingeniería de control tiene por objeto el manejo automático de un proceso que de otra manera tendría que ser controlado manualmente. En muchas aplicaciones donde existe se requiere un fino control o existen muchas variables, la automatización es fundamental para asegurar la calidad y aumentar la eficiencia.

Control engineering aims at the automatic handling of a process that would otherwise have to be controlled manually. In many applications where there is a fine control required or there are many variables, automation is essential to ensure quality and increase efficiency.

Según el tipo de variables, el control puede ser de procesos continuos o de procesos discretos. El control de procesos discretos trata con sistemas que manejan variables discretas, es decir que cada una sólo puede tomar 2 valores. El control de procesos continuos trata con sistemas de variables que toman una infinidad de valores. Palabras Claves: Control, Sensor, Variable.

Depending on the type of variables, the control can be continuous processes or discrete processes. Discrete process control deals with systems that handle discrete variables, that is, each can only take 2 values. The control of continuous processes deals with systems of variables that take an infinity of values. Keywords: Control, Sensor, Variable.

1. MARCO TEÓRICO El sensor es un dispositivo que convierte una señal física en otra señal física distinta, es decir, convierte un tipo de energía en otro. Los tipos de señales que dan los sensores pueden ser: - Mecánicas. - térmicas. - magnéticas. - eléctricas. - ópticas. - moleculares. Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra en su salida una señal eléctrica dependiente del valor de la variable física. - La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya salida es un voltaje. - El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la tensión de salida, la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D tranforma la señal de tensión contínua en una señal discreta. Entre las características técnicas típicas de un sensor destacan las siguientes: -Rango de medida: dominio en la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor. -Precisión: es el error de medida máximo esperado. -Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la variable de entrada es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset. -Sensibilidad de un sensor: relación entre la variación de la magnitud de salida y la variación de la magnitud de entrada.

Fig 1. Curva de calibración de un sensor. TIPOS DE SENSORES Detectores de ultrasonido. Se usan para el control de presencio o ausencia, distancia o rastreo. Sensores láser. Tienen la misma función que los sensores de ultrasonidos. Mucho más precisos que los de ultrasonidos, pero también mucho más caros. Sensores de interruptor. Se trata de un tipo de sensor sencillo que puede ser interno o externo. Su principio básico es el de circuito abierto/ cerrado. Son idóneos para aplicaciones que requieren tamaño reducido, poco peso, repetitividad y larga vida. Sensores Magnéticos Detecta los campos magnéticos que provocan los imanes o las corrientes eléctricas. El principal es el llamado interruptor Reed; consiste en un par de láminas metálicas de materiales ferromagnéticos metidas en el interior de una cápsula que se atraen en presencia de un campo magnético, cerrando el circuito. El interruptor Reed puede sustituir a los finales de carrera para detectar la posición de un elemento móvil, con la ventaja de que no necesita ser empujado físicamente por dicho elemento, sino que puede detectar la proximidad sin contacto directo. Esto es muy útil cuando interesa evitar el contacto físico, por ejemplo, para detectar el nivel de agua de un depósito sin riesgo de cortocircuitos. Interruptor de final de carrera. Son interruptores que sirven para detectar la posición de una determinada pieza, de un móvil, etc. .cuando este alcanza el extremo de su carrera, actúan

mecánicamente sobre una palanca, produciendo el cambio de ciertos contactos internos. Dependiendo del actuador se dividen en: - final de carrera de palanca - final de carrera de émbolo - final de carrera de varilla. Se emplean para detectar el final del recorrido o la posición límite de componentes mecánicos. Los principales son los llamados fines de carrera (o finales de carrera). Se trata de un interruptor que consta de una pequeña pieza móvil y de una pieza fija que se llama NA, normalmente abierto, o NC, normalmente cerrado.

Fig. 3 Tubo Pitot Sensor deprimogeno •

Flujómetro electromagnético

Sistema de medición mas flexible en aplicaciones posibles. Siguiendo la ley de Faraday se enfoca en medir un diferencial de potencial que se genera en un campo electromagnético en al área transversal, este campo lo genera un imán y los resultados son captados por dos electrodos que miden este resultado en el área especifica Fig. 2 Final de carrera La pieza NA está separada de la móvil y sólo hace contacto cuando el componente mecánico llega al final de su recorrido y acciona la pieza móvil haciendo que pase la corriente por el circuito de control. La pieza NC hace contacto con la móvil y sólo se separa cuando el componente mecánico llega al final de su recorrido y acciona la pieza móvil impidiendo el paso de la corriente por el circuito de control. Según el tipo de fin de carrera, puede haber una pieza NA, una NC o ambas. Sensores de Flujo. Enfocados en medir el caudal de tuberías tanto de manera directa en conexión como en manera indirecta con sensores especializados para el transporte y manejo exterior a la tubería. •

Sensores Deprimogeno

Funcionan bajo el concepto de la ecuación de Bernoulli donde la presión esta directamente relacionada con la presión en la tubería.

Fig. 4. Diagrama de sensor óptico •

Medidor por ultrasonido

Otorga una gran exactitud en la medición es de fácil transportación, no se tiene la necesidad de integrarlo a la tubería y otorga una medición más rápida frente a todos los demás tipos de sensores de flujo.

Sensor de posición. Es un sensor sencillo, pasivo e interno que indica la posición en que se encuentra un objeto. Estos pueden ser rotacionales o traslacionales. Los tipos básicos son: - eléctricos - ópticos Fig. 5. Diagrama de sensor óptico Sensores ópticos. Detectan la presencia de una persona o de un objeto que interrumpen el haz de luz que le llega al sensor. Los principales sensores ópticos son las fotorresistencias, las LDR.

Sensores de velocidad. Son sensores internos que miden la velocidad. Los hay eléctrico y ópticos. •

Se lo llama codificador de eje o generador de pulsos, suele ser un dispositivo electromecánico usado para convertir la posición angular de un eje a un código digital, lo que convierte en una clase de transductor •

Fig. 6. Diagrama de sensor óptico Las LDR son muy útiles en robótica para regular el movimiento de los robots y detener su movimiento cuando van a tropezar con un obstáculo o bien disparar alguna alarma. También sirven para regular la iluminación artificial en función de la luz natural. El circuito que aparece en la imagen superior derecha nos permitiría controlar la puesta en marcha de una alarma al disminuir la intensidad luminosa que incide sobre un LDR. Sensores de corriente. Monitorizan corriente continua o alterna. Estos sensores pueden hacer sonar una alarma, arrancar un motor, abrir una válvula, etc. La señal lineal duplica la forma de la onda de la corriente captada, y puede ser utilizada como un elemento de respuesta para controlar un motor o regular la cantidad de trabajo que realiza una máquina.

Codificador Rotatorio

Infrarroja

Se usa un modulo de velocidad IR con un comparador LM393 podemos calcular velocidad. Tiene un funcionamiento básico en donde si hace pasar cualquier cosa entre su ranura del sensor este creara un pulso digital en el pin. Este pulso va de 0v a 5v y es una señal digital TTL Sensores de humedad. Los sensores de humedad y temperatura están configurados con circuitos integrados que proporcionan una señal acondicionada. Contienen un elemento sensible capacitivo que interacciona con electrodos de platino. Por lo tanto, un par de cables eléctricos desnudos (sin cinta aislante recubriéndolos) van a conducir una pequeña cantidad de corriente si el ambiente es húmedo; si colocamos un transistor en zona activa que amplifique esta corriente tenemos un detector de humedad.

[1] Areny, Ramón Pallás. Sensores y Acondicioadores de Señal 4a. Marcombo, 2005. [2] García, Miguel Ángel Pérez. Instrumentación electrónica. Ediciones Paraninfo, SA, 2014.

xc Fig. 3

Diagrama de sensor óptico Sensores de temperatura. Estos sensores consisten en una fina película de resistencia variable con la temperatura y están calibrados por láser para una mayor precisión, las salidas lineales son estables y rápidas. Se trata de resistencias cuyo valor asciende con la temperatura (termistor PTC) o bien disminuye con la temperatura (termistor NTC). Por lo tanto, depende de la temperatura que el termistor permita o no el paso de la corriente por el circuito de control del sistema. - Sensores de presión. Están basados en tecnología piezoresistiva, combinada con microcontroladores que proporcionan una alta precisión, independiente de la temperatura, y de la capacidad de comunicación digital directa con PC. Las aplicaciones son múltiples, se hacen instrumentos para aviación, laboratorios. 2. BIBLIOGRAFÍA

[3] Rodríguez, Edwin Jhovanny Alzate, José William Montes Ocampo, and Carlos Armando Silva Ortega. "Medición de temperatura: sensores termoeléctricos." Scientia et technica 1.34 (2007)....