SENSORES VARIABLES, ESTRATEGIA Y ACONDICIONAMIENTO

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1 SENSORES VARIABLES, ESTRATEGIA Y ACONDICIONAMIENTO

2 TIPOS DE SENSORES Según la magnitud eléctrica Según la conversión Según naturaleza de la señal PASIVOS Resistivos Inductivos Capacitivos Ópticos Ultrasónicos Piezoeléctricos DIRECTOS ANÁLOGOS ACTIVOS Termopares Efecto Hall Piezoeléctricos DE ACONDICIONAMIENTO INTERMEDIO DIGITALES

3 SEGÚN LA VARIABLE MEDIDA TEMPERATURA PRESIÓN VELOCIDAD CAUDAL LUZ HUMO NIVEL DISTANCIA PRESENCIA IMAGEN PH FLUJO MÁSICO ELECTROCARDIO GRAMA RAYOS X..

4 TRANSDUCTOR Es un dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra de diferente a la salida. SENSOR ELEMENTO PRIMARIO Está siempre en contacto con la variable de instrumentación

5 CARACTERÍSTICAS Campo de medida (range)

6 CARACTERÍSTICAS Precisión y exactitud

7 CARACTERÍSTICAS Sensibilidad Indica la variación de la salida con respecto a la entrada (variable a medir). 10mv/ C

8 CARACTERÍSTICAS Resolución Mínima variación de la variable a medir que produce una variación a la salida. Indica la capacidad del sensor para discernir entre valores muy próximos de la variable de entrada.

9 CARACTERÍSTICAS Histéresis

10 CARACTERÍSTICAS Otras Linealidad Error Tiempo de respuesta

11 SENSORES INDUCTIVOS Por medio de una bobina se detecta la presencia de objetos metálicos. FUNCIONAMIENTO Emiten un campo electromagnético alterno. Si un objeto metálico entra en el campo de detección, se inducen corrientes de Foucault en el objeto y se reduce la amplitud de la señal, esto activa el cambio de estado en la salida del sensor.

12 SENSORES INDUCTIVOS

13 SENSORES INDUCTIVOS NPN Y PNP PNP (SUMINISTRO, SOURCING) NPN (DRENADO, SINKING)

14 SENSORES CAPACITIVOS A diferencia de los inductivos pueden detectar objetos metálicos y no metálicos FUNCIONAMIENTO se basa en un circuito oscilante RC y las líneas del campo eléctrico que se cierran a través del aire. La aproximación de un objeto con una constante dieléctrica superior a la del aire, ocasiona el desequilibrio del circuito y el inicio de las oscilaciones. La variación es función también del volumen, densidad y compacticidad del objeto. La mayor parte llevan incorporado un ajuste de sensibilidad para adaptarlo a cada uno de los elementos a detectar

15 SENSORES CAPACITIVOS

16 OTROS SENSORES CAPACITIVOS

17 SENSORES RESISTIVOS Varían la resistencia en función de la variable a medir. Aprovechan el echo de que muchas variables físicas afectan la resistencia de ciertos materiales. Sensores potenciométricos Galgas RTD Termistores Magnetoresistencias

18 POTENCIOMETROS Rozamiento: Acorta la vida. Suele indicarse la vida mecánica en ciclos. Autocalentamiento: provoca errores, ya que la resistencia varía con la temperatura. Vibraciones: pueden provocar pérdida de contacto del cursor sobre la resistencia, por lo que tienen limitación de velocidad de desplazamiento.

19 GALGAS EXTENSIOMÉTRICAS Es un conductor dispuesto de forma que sea sensible a la deformación lo que provocará cambios en sus dimensiones y por tanto en su resistencia. (Efecto piezoresisitivo) Miden: Deformación Presión Carga Par Posición

20 RDT Las RTD (Resistance Temperature Detector) se basan en la variación de la resistencia eléctrica de los metales con la temperatura Gran estabilidad y precisión. Mayor linealidad que los termopares. Sensibilidad unas 10 veces mayor que la de los termopares. Tiempo de respuesta típicamente entre 0 5 y 5 segundos Autocalentamiento Resistencia de los hilos Requieren fuente de corriente. Caros. RTD s de niquel o aleaciones son menos caras, pero no son tan estables ni precisas como el platino

21 R = R 20 [1 + α 20 (t 20 C)] Coeficiente Plata Cobre Oro Aluminio Tungsteno Acero Nicromo Carbon Germanio DIELÉCTRICOS Y SEMICONDUCTORES (GENERALMENTE) CONDUCTORES

22 TERMISTORES A diferencia de las RDT están construidos con semiconductores. Bajo coste Tienen una sensibilidad mucho mayor que las RTD. Debido a su alta resistividad pueden tener una masa muy pequeña, lo que permite una respuesta rápida. Esta alta resistencia puede permitir despreciar el efecto de carga de los cables de conexión. Su reducida masa provoca problemas de autocalentamiento, por lo que habrá que limitar la corriente. Su falta de linealidad obliga a un acondicionamiento por software si queremos una alta precisión.

23 SENSORES PIEZOELÉCTRICOS Se basan en el efecto piezoeléctrico, el cual ocurre en determinados cristales (cuarzo): al ser sometidos a tensiones mecánicas adquieren una polarización eléctrica y aparece una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie. Se usan para medir presión, aceleración, tensión o fuerza;

24 SENSORES TERMOELÉCTRICOS

25 SENSORES INFRARROJOS

26 SENSORES DE ULTRASONIDO

27 ENCODER

28 ENCODER ABSOLUTO ENCODER INCREMENTAL

29

30 ACONDICIONAMIENTO DE SENSORES RESISITIVOS ( 2 Y 3 TERMINALES)

31 ACONDICIONAMIENTO DE SENSORES RESISITIVOS

32 ACONDICIONAMIENTO DE SENSORES RESISITIVOS ALIMENTACIÓN CON FUENTE DE CORRIENTE

33 EFECTOS DE LA RESISITNECIA DE LAS CONEXIONES USO DE CONEXIONES DE 2, 3 Y 4 HILOS

34 ACONDICIONAMIENTO DE SENSORES RESISITIVOS PUENTE DE WHEATSTONE V 1 = V + R3 R1 + R3 V 2 = V + Rx R2 + Rx V 2 V 1 = V + Rx R2 + Rx R3 R1 + R3

35 PUENTE DE WHEATSTONE COMPENSACIÓN TEMPERATURA

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