El documento describe diferentes tipos de sensores, incluyendo sensores discretos y continuos. Explica cómo funcionan y se conectan sensores de contacto, proximidad, posición, velocidad, fuerza, flujo, temperatura y otros parámetros. También cubre el acondicionamiento de señales y casos de aplicaciones especiales como la medición de contaminación del aire.

1. 3. SENSORES

2. 3.1 Sensores Discretos

3. 3.1.1 Introducción
uEn tareas de control existen estados
discretos tales como verdadero/falso que
deben ser detectados.
uCuando se conecta un sensor se debe tener
en cuenta
- El fenómeno físico que se detecta
- La correcta conexión del sensor

4. 3.1.2 Conexión de Sensores
uExiste una variedad de métodos básicos
para conectar sensores a dispositivos:
1.- Plain Switches - (norm. abiertos o cerrados)
para permitir que la corriente pase
2.- TTL - para lógica que emplea 0 y 5 V
3.- Sinking/Sourcing - para corriente DC que es
sacada a través del sensor
4.- Solid State Relays - para conmutar salidas AC

5. 3.1.3 Detección de Contacto
uSe emplea para detectar cuando un objeto
físico esta presente: por contacto directo
(toque)
Sensores:
Switches de Contacto: norm. abiertos/norm.
cerrados
Reed Switches: emplean un imán
permanente movible

6. Reed Switches

7. 3.1.4 Detección de Proximidad
uSe emplea para detectar cuando un objeto
físico esta presente: por detección sin
contacto.
Sensores:
Sensores Opticos, Sensores Capacitivos,
Sensores Inductivos, Sensores Ultrasonicos
Efecto de Hall, Sensor de Flujo de Fluido,
etc.

8. Sensores Opticos

9. Sensores Opticos (cont.)
uEn la selección del sensor se debe
considerar, las ubicaciones relativas de la
fuente y los detectores, así como:
Distancia al objetivo
Características del objetivo (transparencia,
reflectividad, difusión, etc.)
Tamaño del objetivo

10. Sensores Opticos (cont.)
uOpposed mode: cuando el emisor y el
detector son separados y el rayo es
interrumpido

11. Sensores Opticos (cont.)
uRetroreflective mode: cuando el emisor y el
detector están en una sola unidad

12. Sensores Capacitivos

13. Sensores Capacitivos (cont.)
uEmplea el cambio en la capacitancia para
detectar la presencia de una parte
uTrabaja bien con la mayoría de materiales,
mejor con plásticos

14. Sensores Capacitivos (cont.)
uSi la parte es conductiva se incrementara la
capacitancia

15. Sensores Inductivos

16. Sensores Inductivos
uTrabajan con todos los metales
uUsan un campo magnético oscilante

17. Sensores Ultrasonicos
uUsan la reflexión de las ondas sonoras para
detectar objetos o distancias
uEmplean normalmente frecuencias arriba de
20KHz
uSon comúnmente: electrostáticos o
piezoeléctricos

18. Sensor de Presencia de Flujo de Fluido

19. 3.2 Sensores Continuos

20. 3.2.1 Introducción
uEn sensores continuos son de interés las
siguientes propiedades:
Precisión
Resolución
Repetitividad
Rango
Respuesta Dinámica
Medio Ambiente
Calibración
Costo

21. 3.2.1 Introducción
uEn la señales analógicas, el ruido eléctrico
y otros factores degrada la calidad de la
señal .
uAquí se toman las siguientes medidas:
Blindaje
Entradas de simple/doble terminal
Acondicionamiento de señal

22. Blindaje

23. Simple/Doble Terminal

24. Acondicionamiento de Señal
uLo realizan normalmente amplificadores
que incrementan la potencia de la señal,
algunos también transforman la señal (ej.
conversión de corriente a voltaje)

25. 3.2.2 Tipos de Sensores

26. Tipos de Sensores (cont.)

27. Tipos de Sensores (cont.)

28. Tipos de Sensores (cont.)

29. 3.2.3 Posición Angular
uPara medir la posición angular se pueden
emplear
Potenciometros y
Encoders

30. Potenciometro Rotacional
uSe emplea para un rango menor a 360° o de
varias vueltas

31. Encoders
uProducen un conjunto de pulsos de salida y
la dirección de rotación, pueden ser:
uAbsolutos - la posición real de su eje dará la
posición de lectura, e
uIncrementales/relativos - indica el
movimiento y requieren de circuitos
adicionales para determinar la posición

32. Encoder Incremental y Encoder Absoluto

33. Encoder (cont.)

34. 3.2.4 Posición Lineal
uPara medir la posición lineal se pueden
emplear
Potenciometros
Linear Variable Differential Transformers
Moire Fringes
Interferometers

35. Potenciometro Lineal
uSon empleados para la medición de
desplazamiento lineal

36. Linear Variable Differential Transformers
(LVDT)

37. 3.2.5 Velocidad
uSe puede diferenciar la salida de un sensor
de posición para hallar la velocidad
uLa velocidad puede ser medida con
sensores dedicados:
Tacómetros y
Captadores de Velocidad

38. Tacómetro
Con contacto Sin Contacto

39. 3.2.6 Aceleración
uAcelerometros

40. 3.2.7 Fuerza/Momento
uComúnmente son calculados en base a
mediciones indirectas de deflexiones o
torceduras

41. Strain Gages (cont.)
uPara medir fuerza, frecuentemente son
montados en la parte angosta de las partes

42. 3.2.8 Flujo
u Para medir la velocidad del flujo de fluido se
pueden emplear
Flujómetros de Presión Diferencial
Flujómetros de Turbina
Flujómetros de Vortex
Flujómetros Magneticos
Flujómetros Ultrasónicos

43. Flujómetros de Presión Diferencial

44. 3.2.9 Temperatura
uEn función del rango de temperatura que se
desea medir se pueden emplear
Termocuplas
Detectores Resistivos de Temp. (RTDs)
Termistores

45. Termocupla
dT
metal 2
metal 1
V = a (T1 - T 2)
+
-
calor
conector
bloque de
terminales
Termocupl
aislada
protector

46. RTD
uSuelen ir asociados a circuitos eléctricos, que
responden a la variación de la resistencia
eléctrica por efecto de la temperatura para
originar una señal de 4-20 mA

47. Termistor
uProducen un cambio de resistencia en
respuesta a un cambio de temperatura.
u

48. 3.2.10 Presión
uPara medir la presión se pueden emplear
Manómetros
Presure Gages

49. 3.2.11 ph
uElectrodo de medición de pH que puede
ser introducido en una mezcla química

50. 3.2.12 Sonido
uSe emplean microfonos los cuales
convierten la presión del sonido en señales
eléctricas

51. 3.2.13 Intensidad de Luz
uResistencias Dependientes de Luz (LDR)

52. 3.3. Casos de aplicaciones especiales
uAlgunos instrumentos, han sido desarrollados
especialmente, para cumplir con determinados
requerimentos de medición en:
- procesos industriales
- biomedicina
- contaminación ambiental, etc.

53. Medición de la contaminación del aire
uLas cantidades de contaminantes pueden ser
expresadas con respecto al volumen o con
respecto a la masa
Por ejemplo, la unidad volumétrica para
contaminantes gaseosos, es partes por millon
(ppm).
Otra alternativa de expresión, es en unidades
de masa en la forma de microgramos por metro
cúbico ( µg/m3)

54. Analizador
uEquipo portable para análisis másico de NO
ü Rango de medición: 0-1999ppm (0-100mV).
ü Resolución: 1ppm.
ü Tiempo de respuesta: Menor de 1s.
ü Indicador digital LCD.
ü Sensor apropiado.
ü Presencia de alarma visual y
auditiva ajustable.

55. Analizador
uCromatografo
ü Analisis volumetrico de los productos de la combustión y
otros gases (técnica de gas cromatografía).

56. Videocámara
uCamara infrarroja
ü Para monitoreo del medio ambiente y otros
ü Usa fotodetectores altamente sensitivos
ü Monitorea la contaminación del aire