a) Señala las analogías y las diferencias entre ambos ciclos de funcionamiento. Analogías: los dos transductores basan su funcionamiento en la detección de la proximidad de un objeto. Diferencias: el transductor de proximidad inductivo basa su actuación en la variación del campo magnético producido en una bobina detectora, mientras que el transductor capacitivo se basa en la variación de capacidad de un condensador formado por una placa sensora y tierra. En el transductor de proximidad inductivo, la señal de alarma se produce como consecuencia de la disminución de la señal emitida por un oscilador, mientras que en el capacitivo sucede al contrario. El transductor de proximidad inductivo necesita un conmutador que invierta la señal emitida mientras que en el capacitivo no es necesario. b) Explica el fundamento de cada uno de los transductores. Transductor de proximidad inductivo: Si el objeto se encuentra muy alejado de la placa detectora, el oscilador proporciona una señal alterna de salida muy alta y, en consecuencia, la salida continua del rectificador es la máxima posible. En estas condiciones, el conmutador invierte la señal, de modo que el disparador no se activa. A medida que el objeto se va acercando al detector, la señal de salida del oscilador va disminuyendo en amplitud, pero no lo suficiente para provocar una reducción de la señal de salida del rectificador, por lo que el disparador sigue inactivo. Si el objeto se sigue acercando, llega un momento en que la señal del oscilador es lo suficientemente pequeña para provocar una disminución de la señal del rectificador, que se produce aproximadamente de forma lineal. Cuando la señal del rectificador disminuye hasta el 50 % de la tensión de salida, se alcanza el nivel de operación: el disparador se activa. La señal de salida del disparador se mantiene mientras el objeto se encuentra dentro de la zona de detección. A medida que el objeto se aleja de la placa, se produce el efecto contrario: la señal de salida del oscilador comienza a aumentar y, con ella, se incrementa también linealmente la señal del rectificador.
Cuando esta señal alcanza de nuevo el 50 % de su valor nominal, se desactiva el disparador. Esto se produce cuando el objeto sale de la zona de detección. Transductor de proximidad capacitivo: Cuando no hay objeto detectable o está lejano, el dieléctrico del condensador formado por la placa y tierra es el aire. En estas condiciones, la capacidad parásita C0 es muy baja, la reactancia es alta y el oscilador no produce señal alguna. El disparador está desactivado. Al aproximar el objeto, el dieléctrico estará formado por el aire y el objeto. La capacidad aumenta progresivamente, la reactancia disminuye y el oscilador comienza a producir señal alterna. La señal del rectificador empieza a aumentar de forma lineal. Cuando la señal del rectificador alcance el nivel de operación, el disparador se activa. A medida que el objeto se aleja se produce el fenómeno contrario: la señal del oscilador disminuye de intensidad y, con ella, la del rectificador. Cuando se alcanza el nivel de reposición, el conmutador invierte de nuevo la señal y el disparador se desactiva. c) Indica qué tipo de objetos puede detectar cada transductor y justifica la respuesta. El detector de proximidad inductivo detecta los materiales buenos conductores de la electricidad, como la mayoría de metales y aleaciones, porque se basan en el principio de la inducción electromagnética. El detector de proximidad capacitivo sirve para detectar todo tipo de objetos porque se basa en campos eléctricos. Los transductores de proximidad inductivos se utilizan en la detección de objetos metálicos, por ejemplo, en los detectores de metales, en los arcos de detección de los sistemas de seguridad en aeropuertos, estaciones de tren, etc. Los transductores de proximidad capacitivos se utilizan en la detección de todo tipo de objetos. Por eso son los más empleados en los sistemas de control y seguridad de instalaciones.
Los detectores de proximidad inductivos se basan en el principio de la inducción electromagnética. Es lógico pensar que los materiales más fácilmente detectables serán aquellos que sean permeables a los flujos magnético y eléctrico, es decir, los materiales buenos conductores de la electricidad, que son la mayoría de metales y aleaciones. Los detectores de proximidad capacitivos pueden detectar todo tipo de objetos, porque su actuación se basa en la acción de un campo eléctrico. Algunas de las aplicaciones de los encoders son: posición de un brazo de robot, punto de corte de un cable, coordenadas en un plotter. o Punto de corte de un cable: los encoders contribuyen a la automatización de algunos procesos industriales, como el corte de un cable de longitud determinada. Para ello, basta situar un encoder en el eje del cilindro de arrastre. El circuito de control traducira el giro a la longitud del cable y enviará una señal al actuador. Las diferencias entre los diferentes tipos de termopares son las siguientes: En los termopares expuestos, la unión caliente está en contacto directo con el objeto cuya temperatura se desea medir. Su mayor ventaja es la rapidez de respuesta y su principal inconveniente, la poca duración. En los termopares aislados, la funda está en con- tacto con el objeto y la unión caliente permanece en su interior, convenientemente aislada. Son los más utilizados. Sus ventajas son: alta inmunidad al ruido eléctrico, ausencia de masa y larga duración. Su inconveniente, la lentitud de respuesta. En los termopares conectados a masa, la funda está en contacto con el objeto y también con la unión caliente. La ventaja frente a los termopares aislados es que tienen una velocidad de respuesta aún mayor. Termistores NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo): (tema 7) Su valor óhmico disminuye conforme aumenta la La resistencia de los NTC varía exponencialmente con la
Termistores PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo): (tema 7) Su valor óhmico aumenta conforme aumenta la La resistencia de los PTC se comporta como una función matemática muy compleja. Sólo se comporta como PTC en un rango de En los extremos se comporta como NTC. Termorresistencias de platino: Se fundamentan en el hecho experimental de que la resistencia de los metales varía con la Son los únicos termistores cuyo valor óhmico sí varía de forma lineal con la El valor óhmico de la termorresistencia oscila entre 100 Ω a 0 C y 300 Ω a 600 C la resistencia variará aproximadamente 1 Ω cada 2,5 C. Conocido el valor que adopta la termorresistencia, podemos saber la Resultan mejores que los termopares para medir bajas temperaturas Se usan también para medidas de precisión. Este tipo de termistor es el que más se emplea en la industria alimentaria y en los laboratorios. Igual que el 8. Hay que evitar la incidencia directa de luz fluorescente sobre la fotocélula. Cuando esta incidencia es inevitable, se ha de procurar que el ángulo formado por la lámpara
fluorescente y el eje óptico de la fotocélula supere los 15. Si se utilizan fotocélulas de espejo hay que tener en cuenta los problemas de detección que pueden provocar las superficies brillantes o metálicas. Para evitarlos la solución más sencilla es la detección en ángulo, es decir, la superficie que se desea detectar y el eje óptico de la fotocélula deberán formar un ángulo entre 100 y 110.
El puente de potenciómetros consiste en dos potenciómetros unidos por uno de sus extremos y conectados a la tensión de alimentación V. Los otros extremos están conectados a masa. A partir de las señales de tensión suministradas por los cursores de ambos potenciómetros, VA y VB, se obtiene la señal de error v, que viene dada por la expresión: v = VA - VB a) Una vez puesto en funcionamiento el proceso, el calefactor comenzará a calentar y se inicia el régimen transitorio. Como la temperatura inicial es menor que la de referencia, el termostato no actúa (OFF) y el calefactor sigue calentando. El indicador de alarma permanece iluminado, lo que señala que el calefactor está actuando. Cuando el calefactor alcanza la temperatura de referencia en el instante t, el termostato actúa (ON) y desconecta el calefactor. El indicador de alarma se apaga. A pesar de ello, la temperatura sigue aumentando hasta un máximo, debido a la inercia del proceso, y después comienza a disminuir. Cuando, en su descenso, la temperatura vuelve a alcanzar la de referencia, el termostato deja de actuar y el calefactor se conecta de nuevo. El indicador de alarma se ilumina.
Por efecto de la inercia del proceso, la temperatura sigue disminuyendo hasta un mínimo y después comienza a aumentar. b) (Explicado en el apartado anterior.) c) La ventaja de la incorporación de un regulador en el control del proceso, en vez de emplear un control todo/nada, es que permite hacer coincidir la temperatura de referencia con el valor que queremos que alcance el agua, ya que este dispositivo es capaz de reducir las oscilaciones y situar la señal prácticamente sobre el valor de referencia. Si conectamos el conmutador del estátor B de modo que el paso de corriente se produzca por la mitad derecha de la bobina, la distribución de los polos magnéticos obligará al rotor a adoptar una posición determinada. Si cambiamos la posición del conmutador, la corriente circulará en sentido inverso por la mitad izquierda de la bobina y se producira, en consecuencia, una inversión de los polos magnéticos, lo que obligará al rotor a girar 90. Al conectar los dos conmutadores del estátor B, la corriente circula en un determinado sentido por la bobina y el rotor adopta una posición determinada. Cuando cambiamos la posición de los dos conmutadores, la corriente invierte su sentido, y el motor es obligado a girar 90.
Modelo de respuesta: Accionadores de brazos de robot, bombas impelentes en aplicaciones de electromedicina, casetes digitales, impresoras, lectores- reproductores de CD y DVD, máquinas de escribir electrónicas, plotters de dibujo técnico, relojes eléctricos, sistemas de control remoto, sistemas de posicionamiento de válvulas y de piezas en general en controles industriales, taxímetros, etc. a) cualquier dispositivo capaz de responder con una señal ante un objeto situado en su entorno. b) transductores de movimiento. Los potenciómetros son resistencias variables cuyo valor óhmico depende de la posición de un contacto móvil denominado cursor. Los encoders son dispositivos que actúan proporcionando información sobre la posición de su eje de giro respecto a la posición inicial. c) dos metales o aleaciones de diferente naturaleza, unidos mediante una soldadura, denominada unión caliente, en uno de sus extremos. d) resistencias cuyo valor óhmico varía significativamente con la e) elementos sensibles a la luz que constan de un emisor y un receptor integrados generalmente en el mismo cuerpo. f) dispositivos encargados de proporcionar una señal al sistema de control en función de la diferencia existente entre la señal de salida deseada y la realmente obtenida. g) el dispositivo encargado de modificar y ajustar todos los parámetros del sistema de control. h) dispositivos encargados de actuar sobre el proceso una vez recibida la orden del regulador o del comparador.