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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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 ....
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EL LASER: se emplea para medir distancias de una forma muy precisa
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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)
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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.