TRANSDUCTORES_SENSORES_CAPTADORES
DEFINICIÓN Y TIPOS
PROPIEDADES GENERALES Rango de medida: diferencia entre los valores máximo y mínimo que puede medir el sensor Sensibilidad: pendiente de la curva que relaciona la salida eléctrica con la magnitud física de entrada Resolución: menor variación entre dos valores consecutivos de la magnitud física que el sensor es capaz de detectar Precisión: capacidad del sensor de obtener los mismo valores al realizar la medidad en las mismas condiciones Exactitud: ocurre cuando el valor real y el medido coinciden además de evitar errores sistemáticos en la lectura positivos o negativos.
PROXIMIDAD, POSICIÓN O PRESENCIA
PROXIMIDAD, POSICIÓN O PRESENCIA FINALES DE CARRERA MECÁNICOS: sirven para detectar o determinar la posición de un objeto, por ejemplo el vástago de un cilindro. Ver video Finales de carrera de persianas automáticas
PROXIMIDAD, POSICIÓN O PRESENCIA Son dispositivos que proporcionan una señal en función de la presencia o no de un objeto. Son muy importantes a nivel industrial para detectar la presencia de un objeto, contar el número de ellos, verificar que se completa un lote... DETECTORES DE PROXIMIDAD CAPACITIVOS: se basan en la variación de un campo eléctrico que se modifica debido a la variación del dieléctrico que hay entre las placas de un condensador. Lo que varía es la capacidad. Se utilizan para metales y no metales ( constituiría la segunda armadura del Condensador) Les influye la presencia de polvo, suciedad o humedad Muy utilizados en la detección de nivel de líquidos Distancia de detección pequeña. Ver video
PROXIMIDAD, POSICIÓN O PRESENCIA
PROXIMIDAD, POSICIÓN O PRESENCIA DETECTORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS: se basan en la detección de corrientes parásitas inducidas en el objeto a detectar. Las corrientes son inducidas por un campo electromagnético que emite el sensor. Sólo detectan objetos metálicos ( principalmente ferromagnéticos y paramegnéticos) Son menos sensibles a efectos externos que los capacitivos. Pueden verse afectados por elementos que distorsionen los campos magnéticos.
PROXIMIDAD, POSICIÓN O PRESENCIA Pueden detectar también velocidad y sentido de giro Ver video
PROXIMIDAD, POSICIÓN O PRESENCIA DETECTORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS: se basan en la emisión de un rayo de luz y su posterior detección Utilizan luz visible o infrarroja y como emisores fotodiodos o fototransistores. Se utilizan para grandes y pequeñas distancias. Constan de un emisor y un receptor y pueden detectar sólidos y líquidos. Son precisos pero pueden verse afectados por suciedad ambiental. Reflexión directa Barrera óptica Espejo reflector Fibra óptica Ver video
DESPLAZAMIENTO O MOVIMIENTO
DESPLAZAMIENTO O MOVIMIENTO TRANSDUCTORES PARA DISTANCIAS LARGAS EL RADAR: mediante ondas electromagnética es capaz de medir la distancia de un objeto que se interpone en la propagación de las ondas. Una misma antena emite y recibe el eco permitiendo saber la distancia mediante la siguiente fórmula: PARA DISTANCIAS CORTAS se emplean Ultrasonidos para detectar niveles de líquidos, detección de altura, control de llenado, espesor de láminas, diámetro de rollos... Ver video EL LASER: se emplea para medir distancias de una forma muy precisa Ver video
DESPLAZAMIENTO O MOVIMIENTO PEQUEÑOS DESPLAZAMIENTOS: se utilizan para pequeños desplazamientos y se basan en la variación de una resistencia cuando deslizamos un cursor sobre ella. El inconveniente es el desgaste y posibles arcos eléctricos que falseen los datos. Los inductivos constan de dos trozos de material magnético separados por un entrehierro. En uno arrollamos hilo conductor, la autoinducción de este dependerá de la separación del entrehierro permitiéndonos conocer la distancia entre los metales. Los capacitivos se basan en el desplazamiento entre las placas de un condensador lo que permite conocer como varia la capacidad y así conocer su separación.
DESPLAZAMIENTO O MOVIMIENTO MEDIDORES DE ÁNGULOS O ENCODERS: permiten medir posiciones angulares y velocidades del eje de un motor mediante código binario. Constan de un disco ranurado o con partes blancas y negras que se acopla al eje y de un fotodiodo y un fototransistor. Pueden ser incrementales ( utilizados sobre todo para medir velocidades contando el número de impulsos. También podemos averiguar la posición contando los impulsos a o partir de un posición)o absolutos (se ranuran de forma codificada y se utilizan para saber la posición de un eje. Se aplica a robótica o a máquinas -herramientas) Ver video
TRANSDUCTORES DE VELOCIDAD (TACÓMETROS) Pueden ser mecánicos,eléctricos y ópticos. Los mecánicos indican mediante un sistema de engranajes la velocidad sobre una escala en función de la rotación del eje. Los eléctricos pueden ser tacodinamos o tacoalternadores o frecuencímetros. Son similares a los motores eléctricos y miden el voltaje que aparece a la salida de tacómetro que está en función de la velocidad de giro del rotor. Los ópticos funcionan de manera similar a los encoders.
TRANSDUCTORES DE PRESIÓN/FUERZA MECÁNICOS, ELECTROMECÁNICOS Y PARA ALTO VACIO MECÁNICOS: pueden medir la presión de forma directa (comparándola con la que ejerce un líquido de altura y densidad conocida) e indirectamente ( a través de la deformación de los elementos constituyentes del transductor debido a la presión ejercida por el fluido que contienen) Manómetro en U: utiliza un tubo en forma de U con una rama abierta a la atmósfera y en la otra se ejerce la presión a medir. El líquido es normalmente mercurio. Tubo Bourdon: utiliza un tubo circular Diafragma/Fuelle: consta de varios que al aplicarle una presión tiende a diafragmas unidos que se deforman al endezarse y transmite el movimiento por aplicarles presión que por medio de medio de unos engranajes a una aguja palancas se amplifica y se transmite a una graduada que indica la presión. aguja. El Fuelle es similar pero de una pieza.
TRANSDUCTORES DE PRESIÓN/FUERZA ELECTROMECÁNICOS: utilizan uno de los elementos mecánicos vistos anteriormente combinados con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica correspondiente. Pueden ser resistivos, capacitivos, extensiométricos, piezoeléctricos... Galgas extensiométricas: miden la presión en función de como varía la longitud y el diámetro de un hilo conductor o semiconductor Mide presiones bajas y altas, por ejemplo un micrófono. Mide presiones en función de como varía la capacidad de un condensasdor en el cual una de las placas es un diafragma metálico Piezoeléctrico:al aplicar presión sobre cristales de ciertos materiales aparece una diferencia de tensión que se puede medir. Son robustos y sensibles
TRANSDUCTORES DE TEMPERATURA TERMORRESISTENCIAS (RTD): consisten en un hilo metálico (Ni,Cu,Pt) cuya resistencia varía con la temperatura según expresiones como la mostrada. Para hacer la medida se utiliza un montaje de cuatro resistencias denominado Puente de Wheatstone donde una de las resistencias es una RTD. TERMISTORES: están hechos con semiconductores que varían su resistencia en función de la temperatura. Tenemos los NTC ( en los que al aumentar la temperatura bajan su resistencia) y los PTC ( en los que al aumentar la temperatura aumenta la resistencia). v=rv/rt R1=potenciómetro
TRANSDUCTORES DE TEMPERATURA TERMOPARES: basan su medida en el efecto Seebeck que consiste en la diferencia de potencial que se produce cuando se cierra un circuito formado por dos metales diferentes soldados en un punto ( punto caliente o de medida) y otro punto frio de referencia y se someten a diferencia de temperatura. Son muy utilizados industrialmente y los hay de cobre-constatán, cromel-constatán, cromel-alumel... (aleaciones de Ni) PIRÓMETROS DE RADIACIÓN: basados en la ley de Stefan-Boltzmann que dice que la energía radiada por unidad de tiempo y superficie de un cuerpo es directamente proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta. La medida es a distancia y pueden ser de radiación total (con una lente concentra las radiaciones emitidas sobre una termopila transmitiendo los datos a una escala graduada) u óptico (compara la intensidad de la radiación emitida con una de referencia, tiene en cuenta la frecuencia de la luz)
TRANSDUCTORES DE LUZ FOTORRESISTENCIAS (LDR): varían su resistencia en función de la cantidad de luz que incida sobre ella (iluminancia(l), flujo por unidad de superficie). Son de material semiconductor como Si, Ge, InAs o GaAs. FOTODIODO: se basa en la conducción inversa de un diodo cuando se somete a la acción de la luz, a mayor cantidad de luz incrementa la circulación inversa. FOTOTRANSISTOR: funciona de modo similar a un transistor con la diferencia de que en la base en lugar de incidir corriente, lo hace la luz activando de esta forma el transistor.