Este documento describe los principios de funcionamiento de varios tipos de sensores y transmisores comunes, incluyendo sensores de temperatura, presión, flujo y concentración. Explica cómo los sensores producen señales eléctricas que reflejan las propiedades físicas medidas y cómo los transmisores convierten estas señales en formatos adecuados para su transmisión. También proporciona ejemplos específicos como termocuplas, termómetros de resistencia, manómetros y espectrofotómetros.

1. Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del poder popular para la Educación superior
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión Valencia
Sensores y
Transmisores
Autor: Edecio Salazar
Profesor: Ing. Ángel Santos
Materia: Proyecto de Control
Valencia, Junio 2012

2. SENSORES Y
TRANSMISORES
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

3. SENSOR
• Se llama sensor al instrumento que produce una
señal, usualmente eléctrica en la actualidad,
(antiguamente se utilizaban señales hidráulicas),
que refleja el valor de una propiedad, mediante
alguna correlación definida.

4. SENSOR
• La relación entre la variable del
proceso y el fenómeno físico en el
que se basa el sensor es dada por
la ganancia (KT) del sensor.
100 %TO
100 %TO
KT = [ =]
PV max − PV min PV
0 %TO
PVmin PVmax

5. SENSOR
• El sensor ideal es un instrumento que no altera la
propiedad medida. Por ejemplo, si se mide
temperatura, el sensor ideal no debería aportar ni
recibir calor, es decir debería tener una masa igual
a cero; o no debería estar en contacto con la
masa a la que le esta midiendo la temperatura.

6. TRANSMISORES
• Los transmisores son instrumentos que convierten
la salida del sensor en una señal suficientemente
fuerte como para transmitirla al controlador o a
otro aparato receptor.
• Las señales de salida del transmisor pueden ser
neumáticas, eléctricas o digitales

7. SENSORES DE TEMPERATURA MAS
COMUNES: TERMOCUPLAS
• En el año 1821, Seebeck notó que al juntar dos
conductores de metales distintos, de manera que
se forme un circuito eléctrico cerrado, fluía una
corriente eléctrica que dependía de la diferencia
de temperatura entre las junturas.

8. TERMOCUPLAS
• Consiste en dos alambres de diferentes metales o
aleaciones (platino-rodio, níquel y níquel-cromo,
hierro-constantán), un galvánometro que mide las
tensiones eléctricas (milivoltios) creadas por el
calentamiento del punto de soldadura (extremos
soldados)

9. TERMOCUPLAS

10. TERMOMÉTROS DE RESISTENCIA
• Es un instrumento que consta principalmente de un
hilo metálico arrollado en un elemento de soporte,
dotado de los medios necesarios para determinar
las variaciones de su resistencia eléctrica. Se basa
en el efecto Joule-Thompson.

11. TERMOMÉTROS DE RESISTENCIA
• Los materiales más usados son el níquel, el platino,
el cobre, el plomo y algunos semiconductores.
PT100". La precisión
de estos instrumentos
puede llegar a la
centésima de grado
centígrado

12. PIRÓMETROS
• Los pirómetros determinan la temperatura
estudiando el color, la cantidad y el brillo de la
radiación emitida por un cuerpo incandescente.
• Dependiendo de la característica de la radiación
que guíe la medición los pirómetros pueden ser:
• Ópticos : si se basan en el brillo de la radiación.
• De Radiación: si se basan en la cantidad o
intensidad de la radiación.
• De color.

13. SENSORES DE TEMPERATURA DE ULTIMA
GENERACIÓN
• Se han desarrollado más recientemente (1992)
circuitos integrados (por ejemplo, el LM35A) que
se comportan como una fuente de corriente en
función de la temperatura. El artefacto es lineal
en todo su rango de operación (desde 0ºK hasta
que se funde, en el orden de los 150ºC) y genera,
sistemáticamente, 10-6 A/ºK (si bien existen
versiones que generan 10-6 A/ºC y 10-6 A/ºF)

14. SENSORES DE PRESIÓN
• Los dispositivos para medir presión se clasifican en
tres grupos:
• Los que se basan en la medición de la altura de una
columna de líquido
• Los que se basan en la medición de la medición de la
distorsión de una cámara elástica
• Los sensores de tipo eléctrico

15. SENSORES DE PRESIÓN
• El mas común entre los de medición de
altura de líquidos es el tubo en forma de U

16. SENSORES DE PRESIÓN
• Aparatos medidores de presión provistos de elementos
elásticos sensibles.
• Su funcionamiento está basado en la utilización de la
deformación o el momento de flexión de elementos
elásticos sensibles que perciben la presión de un medio y la
transforman en desplazamiento o esfuerzo.
El manómetro de Bourdon es
el ejemplo típico de esta clase

17. SENSORES ELÉCTRICOS DE PRESIÓN
• Se basan en principios tales como:
• La aparición de cargas electroestáticas cuando se
deforman los cristales en una dirección determinada
(Manométro piezoelectrico).
• El cambio de la resistencia eléctrica de los conductores
bajo la acción de la presión (Manómetro de resistencia).
• Variaciones en la inductancia y capacitancia de
conductores, de uso muy limitado debido a su baja
sensibilidad

18. SENSORES DE FLUJO
• Rotámetros:
• Es el medidor de área más importante, en él, la caída de
presión es prácticamente constante, mientras que el área
por la que circula el fluido varía con la velocidad de flujo. A
partir de un calibrado, se relaciona el área con la
velocidad de flujo.

19. SENSORES DE FLUJO
• Venturi
• Es un medidor de carga o presión variable, el principio
general de funcionamiento es la reducción de presión
asociada al aumento de velocidad o energía cinética que
sufre un fluido cuando se coloca una constricción

20. SENSORES DE FLUJO
• Tubo de Pitot:
• Mide la velocidad local a lo largo de una línea de corriente
por la diferencia de presión del impacto y la presión
estática

21. SENSORES DE FLUJO MAGNÉTICOS
• Se basan en la creación de potencial eléctrico por el
movimiento de un fluido conductor a través de un campo
magnético generado exteriormente. Según la ley de Faraday
de la inducción electromagnética, el voltaje generado, es
directamente proporcional a la velocidad del flujo del fluido

22. SENSORES DE CONCENTRACIÓN
• Cromatografía: Designa procesos basados en la
diferencia de velocidades a que los componentes
individuales de una mezcla emigran por un medio
estacionario bajo la influencia de una fase móvil.

23. SENSORES DE CONCENTRACIÓN
• Espectrofotometro:
• La interacción de la radiación con la materia. Cuando la
radiación pasa de un medio vacío a través de una
porción de materia, ésta actúa con los átomos y
moléculas con que se cruza. La naturaleza específica de
la materia hace variar esta interacción y como
consecuencia, la radiación puede ser transmitida,
absorbida, reflejada o dispersada en diversos grados

24. SENSORES DE CONCENTRACIÓN
• Ph metro: