TEORIA SOBRE SENSORES UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL CONTROLES ELÉCTRICOS y AUTOMATIZACIÓN TEORIA SOBRE SENSORES Presentado por : Ing. Jorge Cosco Grimaney
TRANSMISOR Son instrumentos que convierten la salida del sensor en una señal suficientemente fuerte como para transmitirla al controlador o a otro aparato receptor. Las señales de salida del transmisor pueden ser neumáticas, eléctricas o digitales
¿Qué es un Transductor? Un transductor es un dispositivo que transforma un tipo de variable física (por ejemplo fuerza, presión, temperatura, velocidad, etc.) en otro.
SENSOR Un sensor es un dispositivo capaz de detectar la magnitud de un parámetro físico o químico y lo cambia por una señal que puede procesar el sistema. Esta señal suele ser de tipo eléctrico ( ohm, volt, ampere)
Las variables físicas pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, caudal, color, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc.
Características deseables de los transductores Exactitud La exactitud de la medición debe ser tan alta como fuese posible. Se entiende por exactitud que le valor verdadero de la variable se pueda detectar sin errores sistemáticos positivos o negativos en la medición. Sobre varias mediciones de la variable, el promedio de error entre el valor real y el valor detectado tendera a ser cero. Precisión La precisión de la medición debe ser tan alta como fuese posible. La precisión significa que existe o no una pequeña variación aleatoria en la medición de la variable. La dispersión en los valores de una serie de mediciones será mínima.
CARACTERISTICAS
Linealidad de los sensores La relación entre la variable del proceso y el fenómeno físico en el que se basa el sensor es dada por la ganancia (KT) del sensor. PVmin PVmax 0 %TO 100 %TO
SENSORES RESISTIVOS Los sensores del tipo resistivos, son aquellos que varían una resistencia en función de la variable a medir. Una clasificación en función de la variable a medir, se refleja en la tabla siguiente:
Galgas extensiométricos Strain gages o gauges (términos en inglés) son indicadores de deformación. Son capaces de medir desplazamientos de hasta ±1 mm/m, Son pequeñas y livianas, tienen una buena respuesta a altas frecuencias, son flexibles de usar y tienen relativamente un bajo costo. Poseen un amplio rango donde su respuesta es lineal, y la calibración es estable gracias a que las distintas galgas según sus arreglos y material poseen un factor gage.
Sensores Capacitivos Los condensadores son dispositivos que acumulan energía, están compuesto por dos placas metálicas separadas por un material llamado dieléctrico que puede ser líquido, sólido, gaseoso o un vacío. Si se pone un voltaje a través de las placas del capacitar este generará un campo eléctrico entre ellas. Cuando se usa sensores capacitivos debemos referirnos a la siguiente ecuación:
Sensores Inductivos Los inductores pueden usarse para medir desplazamiento. La inductancia de una bobina depende de su geometría, de la permeabilidad magnética del medio y del número de espiras que la conforman. L = Inductancia n = Número de espiras de la bobina G = Factor de forma geométrica μ = Permeabilidad efectiva del medio Es posible modificar cada uno de los factores de la ecuación por medios mecánicos.
EFECTO HALL El sensor de efecto Hall se utiliza para la medición de campos magnéticos o corrientes o para la determinación de la posición. Si fluye corriente por un sensor Hall y se aproxima a un campo magnético que fluye en dirección vertical al sensor, entonces el sensor crea un voltaje saliente proporcional al producto de la fuerza del campo magnético y de la corriente. Si se conoce el valor de la corriente, entonces se puede calcular la fuerza del campo magnético; si se crea el campo magnético por medio de corriente que circula por una bobina o un conductor, entonces se puede medir el valor de la corriente en el conductor o bobina..
Sensores Piezoeléctricos El efecto piezoeléctrico, descubierto a finales del siglo XIX por Pierre y Jacques Curie, hace referencia a algunos materiales que son capaces de generar un potencial eléctrico en respuesta a una deformación mecánica. Dicho potencial se genera a lo largo de ciertos ejes cristalográficos que como respuesta a la deformación mecánica. El material sufre un reordenamiento de las cargas internas, tanto positivas como negativas, y por ende producen un potencial eléctrico, Para medir el potencial eléctrico generado se usan dos electrodos, su magnitud es proporcional a la deformación
Sensores Infrarrojos El color blanco refleja la luz IR. El color negro absorbe la luz IR.
Sensores de Ultrasonido Midiendo el ángulo de rebote y el ángulo de salida se puede conocer la distancia al objeto.
Sonar de ultrasonidos: La medida se basa en medir el tiempo de vuelo del eco de ultrasonidos. Esta medida es lineal: d =v*t.
Sensores Mecánicos:
Interruptores de posición Los sensores de contacto nos indican simplemente si ha habido contacto o no con algún objeto, sin considerar la magnitud de la fuerza de contacto. Suelen ser dispositivos sencillos cuyo uso es muy variado. Estos sensores suelen ser interruptores de límite o microinterruptores, que son sencillos dispositivos eléctricos que cuando se contacta con ellos cambian de estado. Final de carrera: se usan para saber si una parte móvil de una máquina ha llegado a un punto Táctiles: Se pueden situar en las pinzas de los brazos de robot para determinar cuando se ha cogido un objeto.
Interruptores de posición
Interruptores de posición
Interruptores de posición
Interruptores de posición
Interruptores de posición
Sensores de proximidad Son dispositivos que detectan señales para actuar en un determinado proceso u operación, teniendo las siguientes características: Son dispositivos que actúan por inducción al acercarles un objeto. No requieren contacto directo con el material a detectar. Son los más comunes y utilizados en la industria Se encuentran encapsulados en plástico para proveer una mayor facilidad de montaje y protección ante posibles golpees
Aplicaciones de los sensores de proximidad: Control de cintas transportadoras, Control de alta velocidad Detección de movimiento Conteo de piezas, Sensado de aberturas en sistemas de seguridad y alarma Sistemas de control como finales de carrera. (PLC´s) Sensor óptico.
Detectores de proximidad inductivos
Detectores de proximidad inductivos
Detectores de proximidad inductivos
Detectores de proximidad inductivos
Detectores de proximidad inductivos
Detectores de proximidad inductivos
Detectores de proximidad capacitivos
Detectores de proximidad capacitivos
Detectores de proximidad capacitivos
Detectores de proximidad capacitivos
Detectores de proximidad capacitivos
Detectores de proximidad capacitivos
Detectores de proximidad capacitivos
Detectores de proximidad capacitivos
Detectores de proximidad capacitivos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos
Detectores fotoeléctricos