La principal particularidad de esta magnitud es lo amplitud del rango de medidas de interés para la ciencia y la ingeniería.

Transcripción

1 Sensores de Distancia SENSORES DE DISTANCIA La principal particularidad de esta magnitud es lo amplitud del rango de medidas de interés para la ciencia y la ingeniería.

2 Sensores de Distancia SENSORES DE DISTANCIA Técnicas de Medición de contacto: se realiza la medición a través de un dispositivo mecánico calibrado que se conecta simultáneamente al punto seleccionado y a una referencia. Se denominan CMMs (coordinate measuring machines). Aplican a pequeñas distancias.

3 Sensores de Distancia SENSORES DE DISTANCIA Técnicas de Medición Sin contacto se utilizan para determinar posición, rango de imagen y seguimiento de posición cuando las distancias son mayores a algunos metros. Se basan en: Energía propagado a una velocidad conocida (eco o reflexión de la velocidad de la luz o del sonido, por ej.) Energía propagada en línea directa a través de un medio homogéneo. El principio se denomina triangulación. Telémetro láser (0,2 a 200 m) Precisión de ± 1,5 mm

4 Sensores de Velocidad SENSORES DE VELOCIDAD La velocidad se define como la tasa de variación entre la variación de la posición de una partícula y el incremento de tiempo correspondiente. Es una magnitud vectorial, determinada por una dirección, un módulo y un sentido.

5 Sensores de Velocidad SENSORES DE VELOCIDAD La medición de la velocidad es un problema diferente al de otras magnitudes puesto que no hay gran número de transductores específicamente fabricados. Generalmente, su magnitud se obtiene índirectamente (derivando el desplazamiento o integrando la aceleración). Abarca dos cuestiones particulares de distinto tratamiento, la velocidad lineal y la velocidad angular.

6 Sensores de Velocidad SENSORES DE VELOCIDAD Medición de Velocidad Lineal Mediciones basadas en referencias Mediciones basadas en referencias inerciales (no requiere contacto) 1- Se forma un patrón 2- Se refleja una luz hacia un fotodetector (frecuencia doppler). Velocimétrico Láser-Doppler 3- Algoritmos sofisticados en combinación con un DSP calculan la velocidad instantánea y la distancia o longitud con una precisión de 0,01% y mejor.

7 Sensores de Velocidad Medición de Velocidad Rotativa Tacómetro SENSORES DE VELOCIDAD Tipo contador

8 Sensores de Aceleración SENSORES DE ACELERACION Se requieren en mediciones de movimiento y vibraciones Pueden clasificarse en Activos (requieren suministro de energía) Pasivos (NO requieren suministro de energía) O, respecto de los propósitos prácticos en Mecánicos: se basa en propiedades mecánicas Eléctricos: se basan en equilibrio de fuerzas magnética o eléctricas.

9 Sensores de Aceleración SENSORES DE ACELERACION Acelerómetros Mecánicos El desplazamiento relativo de la masa se sensa por un arreglo potenciométrico.

10 Sensores de Aceleración Acelerómetros Eléctricos SENSORES DE ACELERACION Esquema simplificado de un servo-acelerómetro tipo rotacional La aceleración causa una fuerza inercial que tiende a hacer pivotear la masa sensible.

11 Sensores de Fuerza SENSORES DE FUERZA El sistema de fuerzas aplicado sobre un cuerpo se asume en equilibrio. Las fuerzas internas se distribuirán sobre el cuerpo haciéndolo permanecer en estado de tensión o compresión. Puede medirse Logrando el equilibrio con una masa standard Midiendo la aceleración de una masa conocida Distribuyendo la fuerza sobre un área específica y luego midiendo la presión sobre la misma. Convirtiéndola en una deformación sobre un cuerpo elástico

12 Sensores de Fuerza SENSORES DE FUERZA Celdas de Carga Es una estructura que se deforma elásticamente cuando es sometida a una fuerza y produce una señal eléctrica proporcional a esta deformación. Celda de carga Hidráulica Celda de carga Neumática

13 Sensores de Fuerza SENSORES DE FUERZA Galgas extensométricas resistivas A través de un puente de Wheastone pueden medirse fuerzas de pequeña magnitud. Puente en Equilibrio Configuraciones típicas de galgas resistivas

14 Sensores de Presión SENSORES DE PRESION El monitoreo y control de la presión en cualquier proceso industrial resulta determinante para dos aspectos trascendentes del mismo, Calidad Seguridad

15 Sensores de Presión SENSORES DE PRESION La presión puede definirse como una fuerza por unidad de área o superficie. Generalmente se mide buscando el equilibrio con la ejercida por una fuerza conocida (de una columna líquida, un resorte, un émbolo cargado con un peso o cualquier otro elemento que puede sufrir una deformación cualitativa cuando se le aplica la presión).

16 Sensores de Presión MEDIDAS DE PRESION Tipos de Presión Presión absoluta: mide respecto al cero absoluto de presión (A y A'). Presión atmosférica: es la presión ejercida por la atmósfera terrestre. Presión relativa: es la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica (B, B y B ) Presión diferencial: es la diferencia entre dos presiones, (C y C ). Vacío: es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la presión absoluta, es decir, es la presión medida por debajo de la atmosférica (D, D' y D").

17 Sensores de Presión UNIDADES DE PRESION

18 Sensores de Presión CLASES DE SENSORES DE PRESION Mecánicos Elementos primarios de Medida Directa, miden la presión comparándola con la ejercida por un liquido. El desplazamiento puede indicarse por un sistema de flotador y palanca sobre una escala. Elementos primarios Elásticos, miden la presión por su propia deformación. La aplicación de una presión a su interior produce indirectamente un movimiento que se transmite a una aguja indicadora. Neumáticos, utilizan componentes mecánicos que procuran el equilibrio entre fuerzas (tubo Bourdon) o de movimientos (elementos de fuelle). Electromecánicos-Electrónicos, utiliza elementos mecánicos Elásticos combinado con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica correspondiente.

19 Sensores de Presión CLASES DE SENSORES DE PRESION Sensores de Presión Mecánicos Manómetro Barómetro De Medida Directa Elástico

20 Sensores de Presión CLASES DE SENSORES DE PRESION Sensores de Presión Neumáticos

21 Sensores de Presión CLASES DE SENSORES DE PRESION Sensores de Presión Electromecánico Detector fotoeléctrico

22 Sensores de Presión CLASES DE SENSORES DE PRESION Sensores de Presión Piezoresistivos Esquema de fabricación

23 Sensores de Presión CLASES DE SENSORES DE PRESION Sensores de Presión Piezoresistivos Circuito de Acondicionamiento