Clase 2

La principal particularidad de esta magnitud es
lo amplitud del rango de medidas de interés para
la ciencia y la ingeniería.
SENSORES DE DISTANCIA
Introducción a la Electrónica
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.

Telémetro láser (0,2 a 200 m)
Precisión de ± 1,5 mm
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.

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.
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.

Medición de Velocidad Lineal
Mediciones basadas en referencias
Mediciones basadas en referencias inerciales (no requiere contacto)
Velocimétrico Láser-Doppler
1- Se forma un patrón
2- Se refleja una luz hacia un fotodetector (frecuencia
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.

Medición de Velocidad Rotativa
Tacómetro
Tipo contador

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.
SENSORES DE ACELERACION
Sensores de Aceleración

Acelerómetros Mecánicos
El desplazamiento relativo de la masa se
sensa por un arreglo potenciométrico.

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

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
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.
SENSORES DE FUERZA
Sensores de Fuerza
Celda de carga Hidráulica Celda de carga Neumática

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

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

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").

UNIDADES 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.
CLASES DE SENSORES DE PRESION

Sensores de Presión Mecánicos
De Medida Directa Elástico
Manómetro Barómetro

Sensores de Presión Neumáticos

Detector fotoeléctrico
Sensores de Presión Electromecánico

Sensores de Presión Piezoresistivos
Esquema de fabricación

Circuito de Acondicionamiento
Sensores de Presión Piezoresistivos

Clase 2

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