Uidad 1

Sensores ópticos
Detectan la presencia de una persona o de un
objeto que interrumpen el haz de luz que le
llega al sensor.
Los principales sensores ópticos son
las fotorresistencias, las LDR.
Recordemos que se trataba de resistencias cuyo
valor disminuía con la luz, de forma que cuando
reciben un haz de luz permiten el paso de la
corriente eléctrica por el circuito de control.
Cuando una persona o un obstáculo
interrumpen el paso de la luz, la LDR aumenta
su resistencia e interrumpe el paso de corriente
por el circuito de control.
Las LDR son muy útiles en robótica para regular el movimiento de los robots y detener
su movimiento cuando van a tropezar con un obstáculo o bien disparar alguna alarma.
También sirven para regular la iluminación artificial en función de la luz natural.
El circuito que aparece en la imagen superior derecha nos permitiría controlar la
puesta en marcha de una alarma al disminuir la intensidad luminosa que incide sobre
un LDR.
Desempeño y funcionamiento de los sensores

opticos
Cuando hablamos de sensores opticos nos
referimos a todos aquellos que son capaces de detectar diferentes factores a
través de un lente optico. Para que podamos darnos una idea de lo que nos
referimos, debemos decir que un buen ejemplo de sensor optico es el de los mouse de
computadora, los cuales mueven el cursor según el movimiento que le indicamos
realizar. No obstante es importante tener en cuenta que los sensores opticos también
pueden utilizarse para leer y detectar información, tal como al velocidad de un auto
que viene por la carretera y si un billete grande esta marcado o bien, es falso.
Un detalle que resulta muy importante a tener en c uenta es que los sensores opticos
son de los más sensibles que existen y justamente por este motivo es que la mayoría
de ellos no duran demasiado tiempo, además más allá de las utilidades que los mismos
pueden tener. Debemos decir que es un dispositivo básico que no tiene demasiada
relevancia dentro de todos los tipos de sensores de los cuales hemos hablado en el
sitio.
De hecho se cree que los sensores opticos más utilizados son aquellos que detectan
billetes y monedas falsos considerando que es el uso más practico que se le pude dar,
pero es importante destacar el hecho de que es difícil destacar a este tipo de sensores.
Por otro lado vale la pena destacar el hecho de que en cuanto a los sistemas de
seguridad, los sensores opticos suelen colocarse para detectar la cercanía de
un intruso a la entrada del hogar, de hecho podemos decir que en este caso, los
sensores optico cumplen la misma función que los sensores de proximidad, pero quizás
una de las desventajas más grandes que tengan los mismos es que pueden burlarse
con facilidad y por eso un sistema de seguridad con sensores opticos no representa
ningún tipo de desafío para un intruso. No obstante, el sensor óptico es un excelente
complemento si queremos utilizarlos con otros tipos de sistemas de seguridad, pero

recordemos que siempre lo más indicado es que nos asesoremos correctamente con
los expertos en estos sistemas para que de esta manera podamos quedar satisfechos
con los tipos de sistemas que contratamos.
En el caso de que elijamos colocar sensores
opticos en nuestra vivienda como un sistema de seguridad, es importante que
tengamos en cuenta que lo más indicado es instalarlos afuera y no adentro ya que la
idea de un sistema de seguridad es evitar que un intruso entre, y precisamente uno
de los mayores errores que cometen las personas es colocar los sensores en
el interior de la vivienda.
Es importante destacar el hecho de que algunos tipos de sensores opticos para
sistemas de seguridad suelen contar con la ventaja de poseer un mecanismo de
medición de la distancia que es regulable, es decir que si por ejemplo, queremos
detectar a un intruso cuando éste se encuentra a unos 7 metros de la puerta de la
entrada a la casa, entonces podemos programas al sensor para que haga este trabajo.
No obstante debemos decir que no todos los sensores opticos tienen esta cualidad, y
es importante que averigüemos bien, ya que muchas veces, las empresas de seguridad
suelen colocarnos sensores opticos con esta función, pero los mismos no la tienen.
Como dijimos al comienzo de nuestro artículo, los sensores opticos son muy básicos, y
por eso es que la gente prefiere inclinarse por otro tipo de sensores que realmente les
funcione correctamente en el ámbito que desean, además debemos decir que al ser
tan sensible la lente óptica que los mismos utilizan, su vida útil es considerablemente
corta. Ahora bien debemos decir que muchas empresas que desarrollan todo tipo de
sistemas de seguridad con sensores, intentan encontrarle una función que se adapte a
cualquier sistema de seguridad pero justamente como habíamos dicho en otros
artículos de nuestro sitio, la mayoría de las veces es muy difícil poder hacer
evolucionar un sistema tan básico, como en este caso son los sensores opticos, no
obstante debemos decir quegracias al avance de la tecnología, podemos utilizar

los sensores opticos para otro tipo de sistemas.
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Descripción:
Un sensor óptico se basa en el aprovechamiento de la interacción entre la luz y la
materia para determinar las propiedades de ésta. Una mejora de los dispositivos
sensores, comprende la utilización de la fibra óptica como elemento de transmisión de la
luz.
Fig. 1: Diagrama básico de un sensor óptico.
¿Cómo funciona?:
Fig. 2: Interferómetro de fibra óptica para la medida simultánea de dos
magnitudes físicas externas (como por ejemplo presión y temperatura).
Existen diferentes técnicas ópticas que pueden aplicarse a la medida de diferentes
parámetros. Podemos medir la atenuación-transmisión espectral de la luz al
atravesar un determinado medio, lo que nos permitirá encontrar los elementos discretos
presentes en ese medio y su concentración.
También pueden realizarse medidas de tipo interferométrico, en las que la propiedad
de la radiación que sufre cambios debido al efecto externo es la fase, con lo que

empleando otro haz luminoso de fase conocida como referencia, es posible determinar la
magnitud de ese efecto externo.
Una técnica que ha cobrado especial relevancia en los últimos años dentro del
Departamento de Óptica, es la basada en la resonancia de plasmones superficiales,
especialmente útil para la medida del índice de refracción de líquidos. En este caso lo
que se mide es la atenuación de la luz guiada por una fibra óptica a la que se le ha
eliminado parcialmente el revestimiento y se ha depositado una multicapa incluyendo
algún medio metálico.Dependiendo del índice de refracción del medio en contacto con la
capa más exterior, el acoplamiento entre los campos será más o menos intenso, o que
se reflejará en la potencia luminosa que sale por el otro extremo de la fibra.
Ventajas:
Los sensores ópticos, presentan importantes ventaja cuando lo que se desea
es determinar propiedades físicas o químicas:
 Es un método no destructivo y no invasivo.
 Ofrece posibilidades de integración en sistemas más complejos.
 Bajo coste y tecnología bien establecida.
 Posibilidades de control a distancia de lugares poco accesibles físicamente.
 Capacidad de conformar redes espaciales de sensores para el control de
parámetros en grandes superficies.
Fig. 3: Óptodo. Sensor óptico para la medida de salinidad marina basado en la resonancia
de plasmones superficiales.
¿Dónde se ha desarrollado?:
El Departamento de Óptica de la Facultad de CC. Físicas de la Universidad
Complutense de Madrid ha desarrollado y utilizado toda esta variedad de métodos en
colaboración con diferentes instituciones universitarias y empresariales. Los principales
desarrollos corresponden a la realización de dispositivos codificadores para control
numérico en colaboración con Fagor-Automation, un dispositivo automático de control
de espesor de muestras transparentes y un sensor de posición por interferometría con
diodo láser.

En el campo específico de los sensores de fibra óptica, cabe destacar la realización de
un tacómetro magneto-óptico para un sistema de frenos ABS en colaboración con
Alcatel-SESA, un sensor interferométrico de fibra óptica para la medida de presión en
colaboración con el Departamento de Óptica Aplicada de la Universidad de Kent, y un
sensor basado en la resonancia de plasmones superficiales aplicado a la medida de la
salinidad marina enmarcado dentro del proyecto SOFIE en colaboración con diferentes
Universidades y empresas europeas.
[más información sobre el departamento y el grupo de investigación]
Y además:
El grupo de investigación ofrece la posibilidad de emplear cualquiera de sus desarrollos
de sensores ópticos, así como la posibilidad de adaptar las técnicas disponibles a las
necesidades de medida de otros parámetros. En este sentido, el Departamento de
Óptica ofrece la posibilidad de colaborar en proyectos para el desarrollo de
aplicaciones concretas, así como el asesoramiento necesario al respecto.
TIPOS DE SENSORES
Detectores de ultrasonidos
Los detectores de ultrasonidos resuelven los problemas de detección de objetos de
prácticamente cualquier material. Trabajan en ambientes secos y pulverulentos. Normalmente
se usan para control de presencia/ausencia, distancia o rastreo.
Interruptores básicos
Se incluyen interruptores de tamaño estándar, miniatura, subminiatura, herméticamente
sellados y de alta temperatura. Los mecanismos de precisión se ofrecen con una amplia
variedad de actuadores y características operativas. Los interruptores de Sensores de Control
son idóneos para aplicaciones que requieran tamaño reducido, poco peso, repetitividad y larga
vida.
Interruptores final de carrera
Sensores de Control ofrece la línea de interruptores de precisión de acción rápida más
avanzada del mundo para una amplia gama de aplicaciones. Las versiones selladas son
estancas a la humedad y otros contaminantes. Los modelos antideflagrantes están diseñados
para uso en lugares peligrosos.
Interruptores manuales
La amplia selección de productos incluye pulsadores, indicadores, manipulados, balancines,
selectores rotativos y conmutadores de enclavamiento. Estos productos ayudan al ingeniero
con ilimitadas opciones en técnicas de indicación visual, actuación y disposición de
componentes. Muchas versiones satisfacen especificaciones militares.
Productos encapsulados
Diseños robustos, de altas prestaciones y resistentes al entorno o herméticamente sellados.
Esta selección incluye finales de carrera miniatura, interruptores básicos estándar y miniatura,
interruptores de palanca y pulsadores luminosos.
Productos para fibra óptica
El grupo de fibra óptica está especializado en el diseño, desarrollo y fabricación de
componentes optoelectrónicos activos y submontajes para el mercado de la fibra óptica. Los
productos para fibra óptica son compatibles con la mayoría de los conectores y cables de fibra

óptica multimodo estándar disponibles actualmente en la industria. También se pueden ofrecer
productos bajo especificación del cliente; son productos estándar con pequeñas variaciones
para cumplir requisitos especiales. Se desarrollan continuamente nuevos productos.
Productos infrarrojos
La optoelectrónica es la integración de los principios ópticos y la electrónica de
semiconductores. Los componentes optoelectrónicos son sensores fiables y económicos. Se
incluyen diodos emisores de infrarrojos (IREDs), sensores y montajes.
Sensores para automoción
Se incluyen sensores de efecto Hall, de presión y de caudal de aire. Estos sensores son de
alta tecnología y constituyen soluciones flexibles a un bajo coste. Su flexibilidad y durabilidad
hace que sean idóneos para una amplia gama de aplicaciones de automoción.
Sensores de caudal de aire
Los sensores de caudal de aire contienen una estructura de película fina aislada
térmicamente, que contiene elementos sensibles de temperatura y calor. La estructura de
puente suministra una respuesta rápida al caudal de aire u otro gas que pase sobre el chip.
Sensores de corriente
Los sensores de corriente monitorizan corriente continua o alterna. Se incluyen sensores de
corriente lineales ajustables, de balance nulo, digitales y lineales. Los sensores de corriente
digitales pueden hacer sonar una alarma, arrancar un motor, abrir una válvula o desconectar
una bomba. La señal lineal duplica la forma de la onda de la corriente captada, y puede ser
utilizada como un elemento de respuesta para controlar un motor o regular la cantidad de
trabajo que realiza una máquina.
Sensores de efecto Hall
Ver sensores de posición de estado sólido.
Sensores de humedad
Los sensores de humedad relativa/temperatura y humedad relativa están configurados con
circuitos integrados que proporcionan una señal acondicionada. Estos sensores contienen un
elemento sensible capacitivo en base de polímeros que interacciona con electrodos de platino.
Están calibrados por láser y tienen una intercambiabilidad de +5% HR, con un rendimiento
estable y baja desviación.
Sensores de posición de estado sólido
Los sensores de posición de estado sólido, detectores de proximidad de metales y de
corriente, están disponibles en varios tamaños y terminaciones. Estos sensores combinan
fiabilidad, velocidad, durabilidad y compatibilidad con diversos circuitos electrónicos para
aportar soluciones a las necesidades de aplicación.
Sensores de presión y fuerza
Los sensores de presión son pequeños, fiables y de bajo coste. Ofrecen una excelente
repetitividad y una alta precisión y fiabilidad bajo condiciones ambientales variables. Además,
presentan unas características operativas constantes en todas las unidades y una

intercambiabilidad sin recalibración. Sensores de Control le ofrece cuatro tipos de sensores de
medición de presión: absoluta, diferencial, relativa y de vacío y rangos de presión desde ±1,25
kPa a 17 bar.
Sensores de temperatura
Los sensores de temperatura se catalogan en dos series diferentes: TD y HEL/HRTS.
Estos sensores consisten en una fina película de resistencia variable con la temperatura
(RTD) y están calibrados por láser para una mayor precisión e intercambiabilidad. Las salidas
lineales son estables y rápidas.
Sensores de turbidez
Los sensores de turbidezaportan una información rápida y práctica de la cantidad relativa de
sólidos suspendidos en el agua u otros líquidos. La medición de la conductividad da una
medición relativa de la concentración iónica de un líquido dado.
Sensores magnéticos
Los sensores magnéticos se basan en la tecnología magnetoresisitiva SSEC. Ofrecen una alta
sensibilidad. Entre las aplicaciones se incluyen brújulas, control remoto de vehículos,
detección de vehículos, realidad virtual, sensores de posición, sistemas de seguridad e
instrumentación médica.
Sensores de presión
Los sensores de presión están basados en tecnología piezoresistiva, combinada con
microcontroladores que proporcionan una alta precisión, independiente de la temperatura, y
capacidad de comunicación digital directa con PC. Las aplicaciones afines a estos productos
incluyen instrumentos para aviación, laboratorios, controles de quemadores y calderas,
comprobación de motores, tratamiento de aguas residuales y sistemas de frenado
QUÉ ES UN SENSOR:
Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo diseñado para
recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud,
normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular.
Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización de
componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc... todos aquellos
componentes que varían su magnitud en función de alguna variable), y la utilización de
componentes activos.
Pero el tema constructivo de los captadores lo dejaremos a un lado, ya que no es el tema que
nos ocupa, más adelante incluiremos en el WEB SITE algún diseño en particular de algún tipo
de sensor.
DESCRIPCIÓN DE ALGUNOS SENSORES:
Pretendo explicar de forma sencilla algunos tipos de sensores.
Sensores de posición:
Su función es medir o detectar la posición de un determinado objeto en el espacio, dentro de
este grupo, podemos encontrar los siguientes tipos de captadores;

Los captadores fotoeléctricos:
La construcción de este tipo de sensores, se encuentra basada en el empleo de una fuente de
señal luminosa (lámparas, diodos LED, diodos láser etc...) y una célula receptora de dicha
señal, como pueden ser fotodiodos, fototransistores o LDR etc.
Este tipo de sensores, se encuentra basado en la emisión de luz, y en la detección de esta
emisión realizada por los fotodetectores.
Según la forma en que se produzca esta emisión y detección de luz, podemos dividir este tipo
de captadores en: captadores por barrera, o captadores por reflexión.
En el siguiente esquema podremos apreciar mejor la diferencia entre estos dos estilos de
captadores:
Captadores
- Captadores por barrera. Estos detectan la existencia de un objeto, porque interfiere la
recepción de la señal luminosa.
Captadores por reflexión; La señal luminosa es reflejada por el objeto, y esta luz reflejada es
captada por el captador fotoeléctrico, lo que indica al sistema la presencia de un objeto.
Sensores de contacto:
Estos dispositivos, son los más simples, ya que son interruptores que se activan o desactivan
si se encuentran en contacto con un objeto, por lo que de esta manera se reconoce la
presencia de un objeto en un determinado lugar.
Su simplicidad de construcción añadido a su robustez, los hacen muy empleados en robótica.
Captadores de circuitos oscilantes:
Este tipo de captadores, se encuentran basados en la existencia de un circuito en el mismo
que genera una determinada oscilación a una frecuencia prefijada, cuando en el campo de
detección del sensor no existe ningún objeto, el circuito mantiene su oscilación de un manera
fija, pero cuando un objeto se encuentra dentro de la zona de detección del mismo, la
oscilación deja de producirse, por lo que el objeto es detectado.
Estos tipos de sensores son muy utilizados como detectores de presencia, ya que al no tener
partes mecánicas, su robustez al mismo tiempo que su vida útil es elevada.
Sensores por ultrasonidos:
Este tipo de sensores, se basa en el mismo funcionamiento que los de tipo fotoeléctrico, ya
que se emite una señal, esta vez de tipo ultrasónica, y esta señal es recibida por un receptor.
De la misma manera, dependiendo del camino que realice la señal emitida podremos
diferenciarlos entre los que son de barrera o los de reflexión.
Captadores de esfuerzos:
Este tipo de captadores, se encuentran basados en su mayor parte en el empleo de galgas
extensométrica, que son unos dispositivos que cuando se les aplica una fuerza, ya puede ser
una tracción o una compresión, varia su resistencia eléctrica, de esta forma podemos medir la
fuerza que se está aplicando sobre un determinado objeto.

Sensores de Movimientos:
Este tipo de sensores es uno de los más importantes en robótica, ya que nos da información
sobre las evoluciones de las distintas partes que forman el robot, y de esta manera podemos
controlar con un grado de precisión elevada la evolución del robot en su entorno de trabajo.
Dentro de este tipo de sensores podemos encontrar los siguientes:
- Sensores de deslizamiento:
Este tipo de sensores se utiliza para indicar al robot con que fuerza ha de coger un objeto para
que este no se rompa al aplicarle una fuerza excesiva, o por el contrario que no se caiga de
las pinzas del robot por no sujetarlo debidamente.
Su funcionamiento general es simple, ya que este tipo de sensores se encuentran instalados
en el órgano aprehensor (pinzas), cuando el robot decide coger el objeto, las pinzas lo agarran
con una determinada fuerza y lo intentan levantar, si se produce un pequeño deslizamiento del
objeto entre las pinzas, inmediatamente es incrementada la presión le las pinzas sobre el
objeto, y esta operación se repite hasta que el deslizamiento del objeto se ha eliminado
gracias a aplicar la fuerza de agarre suficiente.
- Sensores de Velocidad:
Estos sensores pueden detectar la velocidad de un objeto tanto sea lineal como angular, pero
la aplicación más conocida de este tipo de sensores es la medición de la velocidad angular de
los motores que mueven las distintas partes del robot. La forma más popular de conocer la
velocidad del giro de un motor, es utilizar para ello una dinamo tacométrica acoplada al eje del
que queremos saber su velocidad angular, ya que este dispositivo nos genera un nivel
determinado de tensión continua en función de la velocidad de giro de su eje, pues si
conocemos a que valor de tensión corresponde una determinada velocidad, podremos
averiguar de forma muy fiable a qué velocidad gira un motor. De todas maneras, este tipo de
sensores al ser mecánicos se deterioran, y pueden generar errores en las medidas.
Existen también otros tipos de sensores para controlar la velocidad, basados en el corte de un
haz luminoso a través de un disco perforado sujetado al eje del motor, dependiendo de la
frecuencia con la que el disco corte el haz luminoso indicará la velocidad del motor.
- Sensores de Aceleración:
Este tipo de sensores es muy importante, ya que la información de la aceleración sufrida por
un objeto o parte de un robot es de vital importancia, ya que si se produce una aceleración en
un objeto, este experimenta una fuerza que tiende ha hacer poner el objeto en movimiento.
Supongamos el caso en que un brazo robot industrial sujeta con una determinada presión un
objeto en su órgano terminal, si al producirse un giro del mismo sobre su base a una
determinada velocidad, se provoca una aceleración en todo el brazo, y en especial sobre su
órgano terminal, si esta aceleración provoca una fuerza en determinado sentido sobre el
objeto que sujeta el robot y esta fuerza no se ve contrarrestada por otra, se corre el riesgo de
que el objeto salga despedido del órgano aprehensor con una trayectoria determinada, por lo
que el control en cada momento de las aceleraciones a que se encuentran sometidas
determinadas partes del robot son muy importantes.
Introducción a la automatización industrial

En un sistema de manufactura flexible, es de vital importancia que los dispositivos que actúan
como elementos integradores del mismo, ofrezcan un nivel de seguridad que permita
garantizar el desarrollo completo del proceso en ejecución.
En industrias tales como las alimenticias, refresqueras, manufactureras, comerciales,
extractivas, de igual forma en lugares como museos, bancos, entre otros.
En este sentido, resulta favorable la inclusión de algunos sensores, en los manipuladores
robot, que hacen parte del Sistema de Manufactura Flexible en el Centro de Automatización
de Procesos CAP.
Como sabemos un sensor es un dispositivo capaz de detectar diferentes tipos de materiales,
con el objetivo de mandar una señal y permitir que continue un proceso, o bien detectar un
robo; dependiendo del caso que éste sea.
Dentro de la selección de un sensor, se deben considerar diferentes factores, tales como: la
forma de la carcasa, distancia operativa, datos eléctricos y conexiones.
De igual forma, existen otros dispositivos llamados transductores, que son elementos que
cambian señales, para la mejor medición de variables en un determinado fenómeno.
¿Qué es un Transductor?
Un transductor es un dispositivo que transforma un tipo de variable física (por ejemplo, fuerza,
presión, temperatura, velocidad, etc.) en otro.
Un sensor es un transductor que se utiliza para medir una variable física de interés. Algunos
de los sensores y transductores utilizados con más frecuencia son los calibradores de tensión
(utilizados para medir la fuerza y la presión), los termopares (temperaturas), los velocímetros
(velocidad).
Cualquier sensor o transductor necesita esta calibrado para ser útil como dispositivos de
medida. La calibración es el procedimiento mediante el cual se establece la relación entre la
variable medida y la señal de salida convertida.

Los transductores y los sensores pueden clasificarse en dos tipos básicos, dependiendo de la
forma de la señal convertida. Los dos tipos son:
- Transductores analógicos
- Transductores digitales
Los transductores analógicos proporcionan una señal analógica continua, por ejemplo
voltaje o corriente eléctrica. Esta señal puede ser tomada como el valor de la variable física
que se mide.
Los transductores digitales producen una señal de salida digital, en la forma de un conjunto
de bits de estado en paralelo o formando una serie de pulsaciones que pueden ser contadas.
En una u otra forma, las señales digitales representan el valor de la variable medida. Los
transductores digitales suelen ofrecer la ventaja de ser más compatibles con las computadoras
digitales que los sensores analógicos en la automatización y en el control de procesos.
Características deseables de los transductores
Exactitud
La exactitud de la medición debe ser tan alta como fuese posible. Se entiende por exactitud
que le valor verdadero de la variable se pueda detectar sin errores sistemáticos positivos o
negativos en la medición. Sobre varias mediciones de la variable, el promedio de error entre el
valor real y el valor detectado tendera a ser cero.
Precisión
La precisión de la medición debe ser tan alta como fuese posible. La precisión significa que
existe o no una pequeña variación aleatoria en la medición de la variable. La dispersión en los
valores de una serie de mediciones será mínima.
Rango de funcionamiento
El sensor debe tener un amplio rango de funcionamiento y debe ser exacto y preciso en todo
el rango.
Velocidad de respuesta
El transductor debe ser capaz de responder a los cambios de la variable detectada en un
tiempo mínimo. Lo ideal sería una respuesta instantánea.

Calibración
El sensor debe ser fácil de calibrar. El tiempo y los procedimientos necesarios para llevar a
cabo el proceso de calibración deben ser mínimos. Además, el sensor no debe necesitar una
recalibración frecuente. El término desviación se aplica con frecuencia para indicar la pérdida
gradual de exactitud del sensor que se produce con el tiempo y el uso, lo cual hace necesaria
su recalibración.
Fiabilidad
El sensor debe tener una alta fiabilidad. No debe estar sujeto a fallos frecuentes durante el
funcionamiento.
Selección de los Sensores en la automatización
La selección se basa en la decisión sobre cual es el sensor más adecuado. Esto depende del
material del objeto el cual debe detectarse.
Si el objeto es metálico, se requiere un sensor inductivo. Si el objeto es de plástico, papel, o si
es líquido (basado en aceite o agua), granu1ado o en polvo, se requiere un sensor capacitvo.
Si el objeto puede llevar un imán, es apropiado un sensor magnético.
Para elegir un sensor adecuado se deben seguir estos cuatro pasos:
 FORMA DE LA CARCASA
 DISTANCIA OPERATIVA.
 DATOS ELECTRÓNICOS Y CONEXIONES
 GENERALIDADES
Forma de la Carcasa
0. MATERIAL DE LA CARCASA
Materiales disponibles de las carcasas estándar. )
Acero inoxidable de V2A,
Latón, niquelado o cubierta con Teflón.
Crastin,
Ryton.

Crastin es un tereftalato de polibutileno (PBT), el cual está reforzado con fibra de vidrio. Es
particularmente resistente a los cambios de forma, resistente a la abrasión, al calor y al frío, y
resiste los hidrocarburos (p. Ej., tricolo-etileno), ácidos (p. Ej. 28% ácidos sulfúricos), agua de
mar, agua caliente 70°C etc.
Para temperaturas hasta 150 °C, Pepperl+Fuchs GmbH usa Ryton, un sulfuro de polifenileno
cristalino (PS), que mantiene la estabilidad hasta 200 °C. Los componentes electrónicos están
inmersos en una resina epoxy bajo tUla resina moldeada al vacío.
MATERIAL DEL CABLE.
- PVC (cloruro de polivinilo). Calidad estándar de la industria eléctrica condicionalmente
resistente a todos los aceites y grasas, disolventes y no se debilita, con elevada resistencia ala
abrasión.
- PUR (poliuretano). Resistente a todos los aceites y grasas, disolventes, y con una elevada
resistencia a la abrasión.
- SILICONA. Ideal para temperaturas elevadas o bajas (-50 °C hasta + 180
`”c) moderadamente resistente a la corrosión, ya todos los aceites, grasas y disolventes.
Para evitar roturas de los cables no se deben desplazar o manipular los cables PVC y PUR en
temperaturas por debajo de -5 °C.
Distancia operativa
Es la distancia característica más importante de un sensor. Depende básicamente del
diámetro del sensor (bobina o condensador). Una influencia adicional tienen las dimensiones y
la composición del material, como también la temperatura ambiente. Con los sensores
magnéticos se debe tener en cuenta además la alineación y la fuerza del campo.
La definición de la distancia operativa, según EN 60947-5-2, es válida para todos los tipos de
sensores, a excepción de los tipos ranurados y anulares. Existen dos posibilidades para
operar con un sensor:
Por aproximación axial
Por aproximación radial
Las siguientes definiciones son válidas solamente para la operación axial.
DISTANCIA OPERATIVA UTILIZABLE Su

La distancia operativa de un sensor individual, medida a una temperatura ambiente entre -25
°C y + 70 °C y alimentada con una tensión entre el 85% y 110% de la tensión operativa
calculada:
0.9 Sr < Su < 1.1 Sr
Clasificación de los sensores
Internos: información sobre el propio robot
- Posición (potenciómetros, inductosyn, ópticos...)
- Velocidad (eléctricos, ópticos...)
- Aceleración
Externos: información sobre lo que rodea al robot
- Proximidad (reflexión lumínica, láser, ultrasonido...)
- Tacto (varillas, presión, polímeros...)
- Fuerza (corriente en motores, deflexión...)
- Visión (cámaras de tubo)
Otras clasificaciones: sencillos / complejos, activos / pasivos
Según el tipo de magnitud física a detectar podemos establecer la siguiente clasificación:
Posición lineal o angular.
Desplazamiento o deformación.
Velocidad lineal o angular.
Aceleración.
Fuerza y par.
Presión.
Caudal.
Temperatura.
Presencia o proximidad.
Táctiles.
Intensidad lumínica.
Sistemas de visión artificial.
Otro tipo de clasificación es diferenciar entre sensores activos o pasivos. Los sensores
pasivos requieren de una alimentación para efectuar su función, mientras que los activos
general la señal sin necesidad de alimentación externa
Los sensores externos son los elementos que permiten al robot interactuar con su ambiente
de una manera flexible. Aunque muchos de los robots actuales ( sobre todo los de las

industrias) trabajan de una forma preprogramada, el uso de los sensores externos como
apoyo en la ejecución de tareas es cada día más amplio. Los sensores externos dan al robot
mayor independencia del entorno concreto en el que se mueven, lo que se traduce en un
mayor grado de "inteligencia".
Existen tres tipos de sensores externos que suelen ser utilizados por los robots de forma
general, para gran diversidad de tareas. Esto son los sensores táctiles, los de proximidad o
presencia y los de alcance.
Los sensores táctiles son dispositivos que indican el contacto de algún objeto sólido con ellos
mismos. Suelen ser empleados en los extremos de los brazos de robot (pinzas) para controlar
la manipulación de objetos. A su vez se pueden dividir en dos tipos: de contacto y de fuerza.
Sensores de Contacto
Los sensores de contacto nos indican simplemente si ha habido contacto o no con algún
objeto, sin considerar la magnitud de la fuerza de contacto. Suelen ser dispositivos sencillos
cuyo uso es muy variado.
Se pueden situar en las pinzas de los brazos de robot para determinar cuando se ha cogido un
objeto, pueden formar parte de sondas de inspección para determinar dimensiones de objetos,
o incluso pueden situarse en el exterior de las pinzas para ir tanteando un entorno.
Estos sensores suelen ser interruptores de límite o microinterruptores, que son sencillos
dispositivos eléctricos que cuando se contacta con ellos cambian de estado.
Sensores de fuerza
Los sensores de fuerza determinan, Además de si ha habido contacto con un objeto como los
anteriores, la magnitud de la fuerza con la que se ha producido dicho contacto. Esta capacidad
es muy útil ya que permitirá al robot poder manipular objetos de diferentes tamaños e incluso
colocarlos en lugares muy precisos. Para detectar la fuerza con la que se ha contactado con
un objeto existen diversas técnicas.
Muñeca detectora de fuerza
Consta de un célula de carga que se sitúa entre la muñeca y las pinzas del brazo. Su objetivo
es proporcionar información sobre las tres componentes de la fuerza (Fx,Fy,Fz) y sobre sus
tres momentos en velocidad con la que se mueve el brazo es considerable, resulta difícil poder
controlar sus movimientos lo suficientemente rápido como para que no provoque ninguna
catástrofe (como el aplastamiento de algún objeto).
Detección de articulaciones

Esta técnica se basa en la medida del par de torsión de la articulación. La medida de este par
puede resultar sencilla, ya que es proporcional a la corriente que circula por el motor que
provoca dicha torsión.
A pesar de que está técnica pueda parecer sencilla y fiable, tiene un problema importante. La
medida del par de torsión se realiza sobre las articulaciones del brazo y no sobre el efector
final (la pinza) como sería deseable, por lo que dicha torsión no solo refleja la fuerza que se
ejercerá en la pinza, sino también la fuerza utilizada para mover la articulación.
Sensores de array táctil
Es un tipo especial de sensores de fuerza ya que en realidad está constituido por una matriz
de pequeños sensores de fuerza. Debido a esta característica, permiten además reconocer
formas en los objetos que se está manipulando. Este tipo de dispositivos suelen montarse en
las pinzas de los brazos de robot.
Cada uno de los sensores de fuerza que componen la matriz suele ser una almohadilla
elastomérica, que cuando se comprime cambia su resistencia eléctrica de manera
proporcional a la fuerza aplicada. Midiendo esa resistencia es cuando podemos obtener la
información acerca de la fuerza. La resolución de este tipo de sensores vendrá dada
lógicamente por las dimensiones de la matriz de sensores.
Un factor muy importante y que puede resultar un problema al diseñar este tipo de sensores
es el grado de desgaste de la superficie de contacto.
Sensores blindados y sin blindaje
Sensores blindados.- Incluyen una banda de metal que rodea al núcleo de ferrita y a la bobina.
Esto ayuda a dirigir el campo electromagnético a la parte frontal del sensor.
Sensor blindado.
Sensores sin blindaje.- No tienen banda metálica; no obstante, cuentan con una distancia de
operación mayor y tienen la capacidad de sensar lateralmente.
Sensor sin blindaje.
Consideraciones sobre el rango de sensado (distancia operativa)
La distancia operativa (S) es básicamente una función del diámetro de la bobina del sensor.
Se alcanza la distancia máxima con el uso de una pieza estándar. Al usar un sensor de
proximidad, la pieza a sensar debe estar dentro del rango asegurado.
Ø Pieza estándar: Se utiliza una pieza cuadrada de 1mm de espesor (de acero templado) para
determinar las siguientes tolerancias operativas: La longitud y ancho del cuadrado es igual a,
ya sea el diámetro del círculo circunscrito en la cara de sensado (en la superficie activa), o
bien, 3 veces la distancia de operación estimada (Sn), el que resulte más grande.
Ø Distancia operativa (S).
Ø Distancia operativa estimada (Sn): No considera variaciones debidas al voltaje o a la
temperatura.

Ø Distancia operativa efectiva (Sr): 0.9 Sn < Sr < 1.1 Sn
Ø Distancia operativa utilizable (Su): 0.81 Sn < Sr < 1.21 Sn
Ø Rango de operación asegurado (Sa): 0 < Sa < 0.81 Sn
Sensores de proximidad
Son dispositivos que detectan señales para actuar en un determinado proceso u operación,
teniendo las siguientes características:
v Son dispositivos que actúan por inducción al acercarles un objeto.
v No requieren contacto directo con el material a sensar.
v Son los más comunes y utilizados en la industria
v Se encuentran encapsulados en plástico para proveer una mayor facilidad de montaje y
protección ante posibles golpees
APLICACIONES:
Control de cintas transportadoras,
Control de alta velocidad
Detección de movimiento
Conteo de piezas,
Sensado de aberturas en sistemas de seguridad y alarma
Sistemas de control como finales de carrera. (PLC´s)
Sensor óptico.
Características.
Son de confección pequeña, pero robustos
• Mayor distancia de operación.
• Detectan cualquier material.
• Larga vida útil
 Sistema de protección tipo barrera en rejillas de acceso en una prensa hidráulica, donde la seguridad del
operario es una prioridad.
 Detección de piezas que viajan a muy alta velocidad en una línea de producción (industria electrónica o
embotelladoras).
 Detección de piezas en el interior de pinzas, en este caso el sensor esta constituido por un emisor y un
receptor de infrarrojos ubicados uno frente a otro, de tal forma que la interrupción de la señal emitida, es
un indicador de la presencia de un objeto en el interior de las pinzas.

Sensores inductivos
Consiste en un dispositivo conformado por:
Una bobina y un núcleo de ferrita.
Un oscilador.
Un circuito detector (etapa de conmutación)
Una salida de estado sólido.
El oscilador crea un campo de alta frecuencia de oscilación por el efecto electromagnético
producido por la bobina en la parte frontal del sensor centrado con respecto al eje de la
bobina. Así, el oscilador consume una corriente conocida. El núcleo de ferrita concentra y
dirige el campo electromagnético en la parte frontal, convirtiéndose en la superficie activa del
sensor.
Cuando un objeto metálico interactúa con el campo de alta frecuencia, se inducen corrientes
EDDY en la superficie activa. Esto genera una disminución de las líneas de fuerza en el
circuito oscilador y, en consecuencia, desciende la amplitud de oscilación. El circuito detector
reconoce un cambio específico en la amplitud y genera una señal, la cual cambia (pilotea) la
salida de estado sólido a “ON” u “OFF”. Cuando se retira el objeto metálico del área de
senado, el oscilador genera el campo, permitiendo al sensor regresar a su estado normal.
Sensor capacitivo
Un sensor capacitivo es adecuado para el caso de querer detectar un objeto no metálico. Para
objetos metálicos es más adecuado escoger un sensor inductivo.
Para distancias superiores a los 40 mm es totalmente inadecuado el uso de este tipo de
sensores, siendo preferible una detección con sensores ópticos o de barrera.
Los sensores capacitivos funcionan de manera similar a un capacitor simple.
La lámina de metal [1] en el extremo del sensor esta conectado eléctricamente a un oscilador
[2].
El objeto que se detecta funciona como una segunda lámina. Cuando se aplica energía al
sensor el oscilador percibe la capacitancia externa entre el objetivo y la lámina interna.
Los sensores capacitivos funcionan de manera opuesta a los inductivos, a medida que el
objetivo se acerca al sensor capacitivo las oscilaciones aumentan hasta llegar a un nivel limite
lo que activa el circuito disparador [3] que a su vez cambia el estado del switch [4].
Aplicaciones típicas
Detección de prácticamente cualquier material
Control y verificación de nivel, depósitos, tanques, cubetas
Medida de distancia
Control del bucle de entrada-salida de máquinas
Control de tensado-destensado, dilatación

Sensores Ultrasónicos
Existe una línea versátil de sensores que incluyen 30 mm de laminilla metal y albergues
plásticos en dos estilos de albergue rectangulares
Es estrecho análogo y con rendimientos a dispositivos discretos extensamente, sensor
múltiple de posicionamiento sensando los rasgos ambientales del entorno del robot.
Los Blancos transparentes
Los sensores ultrasónicos son la mejor opción para los blancos transparentes. Ellos pueden
descubrir una hoja de película de plástico transparente tan fácilmente como una paleta de
madera.
Los Ambientes polvorientos
Los sensores ultrasónicos no necesitan el ambiente limpio, necesitado por los sensores
fotoeléctricos. El transductor piezoeléctrico sellado de resina opera bien en muchas
aplicaciones polvorientas.
Los blancos Desiguales
Muchas aplicaciones, como el descubrimiento de nivelado inclinado o los materiales
desiguales. Éste no es ningún problema para el sensor ultrasónico. Este sensor ofrece 60° de
ángulo de cono sónico. El ángulo del cono ancho permite una inclinación designada de +-15°.
Velocidad de mando con el Rendimiento Analógico.
El rasgo importante es directamente la corriente analógica y el voltaje proporcional a la
distancia designada. El rendimiento analógico para la industria del tejido que procesa las
aplicaciones como la tensión de la vuelta y diámetro del rollo de alfombra, papel, textil o
plástico.
La circuitería de supresión de ruido.
Los sensores ultrasónicos no se afecta su señal por vidrio o metal, ni vibraciones generadas
por motores, inducidas a través de la línea.
Operando en ambientes difíciles.
Los sensores sellados, soportan temperaturas de -25° a 70°C (-13° a 158°F) por lo cual se
tiene un sensor listo para aplicaciones exigentes.
Supresión de blancos en el fondo y en el primer plano.
Los sensores ultrasónicos están provistos con un potenciómetro para ajustar el límite lejano de
la ventana de calibración, la mayoría de las versiones también ofrecen un segundo el
potenciómetro para ajustar el límite cercano. Esto permite supresión de blancos en el fondo y
primer plano.
Los Indicadores.
Todos los sensores ultrasónicos tienen LEDs que indican el estado del rendimiento. También
se indica la presencia designada en el cono sónico.
Aplicaciones típicas

Ø Control y verificación de nivel, depósitos, tanques
Ø Medida de distancia
Ø Control del bucle de entrada-salida de máquinas
Ø Control de tensado-destensado
Bibliografía
Técnicas de Automatización Industrial.
José J. Horta Santos.
Edit. Limusa
México, 1982.
47-102 pp.
Robótica: Una introducción
Mc Cloy
1ª. Edición.
Edit. Limusa
México, 1993
22-27 pp.
www.yahoo.comwww.google.com
www.sensors.com
www.monografias.com
www.upiicsa.ipn.mx
Lecturas recomendadas
Introduction to Control System Technology (7th Edition),
Robert N., P.E. Bateson, Robert N. Bateson,
Prentice Hall; 7th edition,
706 Pp.
Conclusiones

Los sensores permiten al robot reaccionar de manera autónoma ante la presencia de fallas,
antes de que se produzca un eventual bloqueo general del sistema o la ejecución de tareas
inconsistentes según la planeación realizada. También ofrecen la posibilidad de emplear el
manipulador robot para desarrollar tareas bajo condiciones parcialmente predeterminadas, en
las que la capacidad de decisión del mismo, sustituye la rigurosa programación de cada uno
de sus movimientos.
Sin importar el tipo de sensor, la parte fundamental para su selección es atender
minuciosamente a la aplicación, ya que de ésta depende en gran medida su correcta
selección. El medio ambiente es otra variable importante, ya que puede entorpecer en cierto
rango el medio de sensado, además de los problemas de operación del mismo. Es importante
atender las recomendaciones de uso y aplicación del fabricante, en particular por el hecho de
que algunos sensores son de precio elevado y un error en su instalación o manejo puede
ocasionar una inversión adicional al volverlos a comprar.
Sin lugar a dudas, el empleo de los sensores y transductores, nos permiten mejoras en algún
proceso que se esté llevando a cabo, traducidas en: exactitud, seguridad, disminución de
tiempos, pocas fallas, etc.
Así, en el presente trabajo se dieron a conocer los diferentes tipos de sensores que existen,
así como sus características dependiendo de cada fabricante.
En algunos sensores la generación de una señal está determinada por el tipo de material que
se maneje y la distancia, de igual forma pueden intervenir otros factores, tales como el color o
la forma. Para un sensor capacitivo, las distancias para detectar un material metálico, suelen
ser muy pequeñas, para el caso de materiales no metálicos, no es posible su detección.
Por otra parte, para un sensor capacitivo, las distancias de detección son más grandes que el
sensor inductivo, adicionándole a esto la capacidad de detectar materiales de todo tipo.
Con referencia a un sensor óptico, se tiene que detecta a distancias mucho mayores que el
sensor anterior y de igual forma detecta diversos tipos de materiales metálicos y no metálicos.
Como ya señalamos en la introducción, los sensores externos son los elementos que permiten
al robot interactuar con su ambiente de una manera flexible. Aunque michos de los robots
actuales ( sobre todo los de las industrias) trabajan de una forma preprogramada, el uso de los
sensores externos como apoyo en la ejecución de tareas es cada día más amplio. Los
sensores externos dan al robot mayor independencia del entorno concreto en el que se
mueven, lo que se traduce en un mayor grado de "inteligencia". Dentro de este capítulo
podemos encontrar infinidad de sensores difrente; en realidad, tantos como variables externas
se puedan enumerar. Hay sensores para la temperatura, para la luminancia, el sonido, la

humedad, presión ...
Sin embargo, en este apartado nos vamos a centrar en tres tipos de sensores externos que
suelen ser utilizados por los robots de forma general, para gran diversidad de tareas. Estso
son los senosres táctiles, los de proximidad o presencia y los de alcance.
Los sensores táctiles son dispositivos que indican el contacto de algún objeto sólido con ellos
mismos. Suelen ser empleados en los extremos de los brazos de robot (pinzas) para controlar
la manipulación de objetos. A su vez se pueden dividir en dos tipos: de contacto y de fuerza.
Pasamos a continuación a hablar de cada uno de los dos tipos.
Sensores de Contacto.
Los sensores de contacto nos indican simplemente si ha habido contacto o no con algún
objeto, sin considerar la magnitud de la fuerza de contacto. Suelen ser dispositivos sencillos
cuyo uso es muy variado. Se pueden situar en las pinzas de los brazos de robot para
determinar cuando se ha cogido un objeto, pueden formar partre de sondas de inspección
para determinar dimensiones de objetos, o incluso pueden situarse en el exterior de las pinzas
para ir tanteando un entorno.
Estos sensores suelen ser interruptores de límite o microinterruptores, que son sencillos
dispositivos eléctricos que cuando se contacta con ellos cambian de estado.
Sensores de fuerza.
Los sensores de fuerza determinan ,además de si ha habido contacto con un objeto como los
anteriores, la magnitud de la fuerza con la que se ha producido dicho contacto. Esta cpacidad
es muy útil ya que permitirá al robot poder manipular objetos de diferentes tamaños e incluso
colocarlos en lugares muy precisos.
Para detectar la fuerza con la que se ha contactado con un objeto existen diversas técnicas;
acontinuación pasamos a describir brevemente tres de las mas importantes:
 Muñeca detectora de fuerza.
Consta de un célula de carga que se situa entre la muñeca y las pinzas del brazo. Su objetivo es
proporcionar información sobre las tres componentes de la fuerza (Fx,Fy,Fz) y sobre sus tres momentos
en el extremo del brazo. En la figura se puede observar una posible configuración de un dispositivo de
detección utilizando muñecas detectoras.
Este sistema para medir fuerzas tiene una serie de inconvenientes. Por un lado, los cálculos necesarios
para procesar la información que proviene de las muñecas son bastante complejos y requieren un tiempo
considerable. Además, cuando la velocidad con la que se mueve el brazo es considerable, resulta díficil
poder controlar sus movimientos lo suficientemente rápido como para que no provoque ninguna
catastrofe (como el aplastamiento de algún objeto).
 Detección de artículaciones.
Esta técnica se basa en la medida del par de torsión de la articulación. La medida de este par puede
resultar sencilla, ya que es proporcional a la corriente que circula por el motor que provoca dicha torsión.

A pesar de que está técnica pueda parecer sencilla y fiable, tiene un problema importante. La medida del
par de torsión se realiza sobre las articulaciones del brazo y no sobre el efector final (la pinza) como
sería deseable, por lo que dicha torsión no solo refleja la fuerza que se ejercerá en la pinza, sino también
la fuerza utilizada para mover la artículación.
 Sensores de array táctil.
Es un tipo especial de sensores de fuerza ya que en realidad está constituido por una matriz de pequeños
sensores de uerza. Debido a esta característica, permiten además reconocer formas en los objetos que se
está manipulando. Este tipo de dispositivos suelen montarse en las pinzas de los brazos de robot.
Cada uno de los sensores de fuerza que componen la matriz suele ser una almohadilla elastomérica, que
cuando se comprime cambia su resistencia eléctrica de manera proporcional a la fuerza aplicada.
Midiendo esa resistencia es cuando podemos obtener la información aceca de la fuerza. La resolución de
este tipo de sensores vendrá dada lógicamente por las dimensiones de la matriz de sensores.
Podemos apreciar en la figura un ejemplo de su utilización, en el proceso de introducción de un objeto
en un agujero. En un momento concreto, elrobot puede conocer la posición en la que se encuentra el
objeto gracias a la información de los arrays táctiles, como se puede ver en los dos patrones.
Un factor muy importante y que puede resultar un problema al diseñar este tipo de sensores es el grado
de desgaste de la superficie de conatcto.
Los sensores de presencia tienen como finalidad determinar la presencia de un objeto en un
intervalo de distancia especificado. Este tipo de sensores se pueden utilizar en relación con la
forma de agarrar o evitar un objeto. Se suelen basar en el cambio provocado en alguna
característica del sensor debido a la proximidad del objeto.
A continuación pasamos a describir algunos de los tipos más importantes de sensores de
presencia.
 Sensores Inductivos
Este tipo de sensores se basan en el cambio de inductancia que provoca un objeto metálico en un campo
magnético.
Los senosres de este tipo constan básicamente de una bobina y de un imán. Cuando un objeto
ferromagnético penetra o abandona el campo del imán el cambio que se produce en dicho campo induce
una corriente en la bobina; el funcionamiento es sencillo: si se detecta una corriente en la bobina, algún
objeto ferromagnético a entrado en el campo del imán.
Como podemos deducir rápidamente, el gran inconveniente de este tipo de sensores es la limitación a
objetos ferromagnéticos, aunque en aplicaciones industriales son bastante habituales.
 Sensores de efecto Hall
El efecto Hall relaciona la tensión entre dos puntos de un material conductor o semiconductor con un

campo mágnetico atraves del material. Este tipo de sensores suelen constar de ese elemento conductor o
semiconductor y de un imán. Cuando un objeto (ferromagnético) se aproxima al sensor, el campo
provocado por el imán en el elemento se debilita. Así se puede determinar la proximidad de un objeto
aunque, como en el caso anterior, sólo si es ferromagnético.
 Sensores Capacitivos
Como su nombre indica, están basados en la detección de un cambio en la capacidad del sensor
provocado por una superficie próxima a éste. Constan de dos elementos principales; por un lado está el
elemento cuya capacidad se altera (que suele ser un condensador formado por electrodos) y por otra
parte el dispositivo que detecta el cambio de capacidad ( un circuito electrónico conectado al
condensador).
Este tipo de sensores tienen la ventaja de que detectan la proximidad de objetos de cualquier naturaleza;
sin embargo, hay que destacar que la sensibilidad disminuye bastante cuando la distancia es superior a
algunos milimetros. Además, es muy dependiente del tipo de material. Por ejemplo, a una distancia de 5
mm, la medida del cambio de capacidad es el doble más precisa si el elemento que se aproxima es
Hierro que si es PVC.
 Sensores Ultrasónicos
El funcionamiento de estos sensores es bastante simple. Su elemento principal es un transductor
electroacústico. Este elemento, en primer lugar, emite unas ondas ultrasonicas; acontinuación pasa a
modo de espera, en el que, durante un cierto tiempo, espera la vuelta de las ondas reflejadas en elgún
objeto. Si las ondas llegan, quiere decir que hay algún objeto en las proximidades.
Dependiendo del tiempo de conmutación del transductor ( el tiempo que está esperando) se detectará un
grado de proximidad u otro. Este tipo de sensores son más independientes del tipo de material que los
anteriores y permiten deteción de proximidad a mayores distancias.
 Sensores Ópticos
Este tipo de sensores son muy parecidos a los anteriores. En estos, las señales que se transmiten y
detectan son luminosas. En los sensores ópticos elemisor y el receptor suelen ser elementos separados.
El primero suele ser un diodo emisor de luz (LED) y el receptor un fotodiodo.
Los sensores de alcance miden la distancia desde un punto de referencia ( que suele estar en
el propio sensor) hasta objetos que están dentro de un determinado campo de referencia. La
detección de alcance se suele usar para la evitación de obstaculos en la navegación de robots
móviles.
A continuación examinaremos varias técnicas de detección de alcance.
 Triangulación
Este es uno de los métodos más sencillos para medir el alcance. El sensor dispone de un emisor y un
detector de luz. Un objeto se ilumina por un haz estrecho de luz que barre toda la superficie. Cuando el

detector detecta luz en la superficie del objeto se puede calcular la distancia de la parte iluminadaddel
objeto al detector con una sencilla relación trigonométrica ( suponiendo que conocemos la distancia del
emisor al detector y el ángulo con el que la luz incide en el objeto).
 Iluminación Estructural
Este método se basa en la proyección de una configuración de luz sobre un conjunto de objetos, y en la
utilización de la distorsión de la luz para determinar el alcance a los diferentes objetos. La configuración
de luz que suele transmitirse es de forma cilíndrica. Una cámara de TV capta la distorsión que se
produce en la luz ya apartir del tratamiento de las imagenes de la cámara se puede determinar la
distancia del emisor de la luz a los objetos.
El inconveniente principal de este método es que precisa de un tratamiento más o menos complejo de
información ( el de las imagenes) que ha de ser realizado por un ordenador.
 Tiempo de Vuelo
En este tipo de sensores la estimación de la distancia a un objeto se basa en el tiempo transcurrido entre
la emisión y recepción de un impulso sónico o luminoso( análogamente al sistema usado por los
murciélagos). Este concepto es muy general, por lo que dentro de este tipo vamos a estudiar tres métodos
diferentes.
El primero de ellos utiliza láser para determinar esa distancia. Se basa en la medida del tiempo que tarda
en en regresar de forma coaxial ( por la misma trayectoria) un pulso de luz emitido. La distancia se
podrá calcular dividiendo ese tiempo por dos y multiplicando por la velocidad de la luz. Este tipo de
sistemas pueden tener un alcance de hasta 4 metros y manejar una precisión de 0,25 cm.
El siguiente método basado en el tiempo de vuelo también utiliza láser. A diferencia del método anterior
se emplea un haz continuo y lo que se mide es el retardo ( desplazamiento en fase) entre los haces
saliente y entrante.
Por último, también podemos medir el tiempo de vuelo de ondas ultrasónicas. Como en los casos
anteriores, apartir del tiempo que tarda la onda en regresar podemos calcular fácilmente la distancia al
objeto que la ha reflejado. En este caso habremos de conocer la velocidad del sonido para el medio en el
que se esté desarrollando la tarea (normalmente el aire). Sin embargo, este tipo de sensores pueden
inducir a errores en situaciones concretas (como objetos puntiagudos o con entrantes) debido a las
reflexiones de las ondas ultrasónicas.
Tipo 1: Sensores ópticos
Los sensores biométricos ópticos se basan en una extracción de puntos de la imagen que se
genera de la huella dactilar. Es el método de identificación biométrica más común, por su
coste y su facilidad de uso. Por su gran resistencia suelen emplearse en cerraduras, control de
accesos o control de presencia.
Tipo 2: Sensores capacitivos
Este tipo de sensor genera una imagen de las crestas y valles de la huella en la superficie de
un circuito integrado de silicona. Estos sensores pueden ser de un tamaño muy pequeño.
Usados en control de horarios, portátiles...
Tipo 3: Sensores térmicos

En el sensor de huella digital térmico hay que arrastrar el dedo por el sensor . Durante este
movimiento del dedo el sensor biométrico mide la temperatura diferencial entre las crestas
papilares y el aire retenido en los surcos. Se realizan tomas sucesivas de la huella y el
software reconstruye su imagen
Tipo 4: Sensores de huella dactilar de campo eléctrico
En este tipo de sensores se origina un campo entre el dedo y el semiconductor adyacente que
simula la forma de los surcos y crestas de la superficie epidérmica. Se utiliza un amplificador
under-pixel para medir la señal.
No existe un sensor biométrico mejor que otro, cada uno tiene sus puntos fuertes y sus puntos
débiles, depende mucho de la aplicación en la que se integren y de los resultados que se
quieran obtener para elegir el sensor.
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La clave de la adaptación de los robots a un entorno cambiante está en la utilización de
captadores en su misma estructura que a su vez son los que conforman su sistema sensorial.
Desde los comienzos de la robótica, los robots han ido evolucionando en su nivel de
complejidad. Esta evolución en la construcción de los robots, es consecuencia directa de la
necesidad cada vez mayor de adaptar uno de estos mecanismos a la realización de diversas
tareas, siendo éstas cada vez más complejas. Así, los robots han pasado de realizar tareas
repetitivas y sencillas a realizar funciones cada vez más complejas, donde los procesos no
pueden ser repetitivos porque se encuentran sujetos a variaciones externas.
Por tanto, la evolución de la robótica está sujeta al desarrollo de nuevos captadores capaces
de medir magnitudes que hasta ahora no somos capaces de cuantificar, y en la mejora de los
sensores, siendo éstos cada vez más precisos en sus medidas. Por ello, la investigación en el
campo del desarrollo de sensores, es de vital importancia en el mundo de la robótica.
¿QUÉ ES UN SENSOR O CAPTADOR ?
Un sensor o captador, es un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del
exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de
cuantificar y manipular.
Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización de
componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC , LDR etc.. todos aquellos
componentes que varían su magnitud en función de alguna variable ), y la utilización de
componentes activos.
En robótica, podemos diferenciar claramente tres grupos de sensores:

*-Sensores de posición: entre los que encontramos los captadores fotoeléctricos, captadores
magnéticos, cámaras de vídeo etc...
*-Adaptadores de esfuerzos: éstos se encargan de medir la fuerza que se aplica a un objeto, o
medir los pares etc..
*-Sensores de desplazamiento:se encargan de cuantificar los desplazamientos de objetos, la
velocidad y aceleración de los mismos.
DESCRIPCIÓN DE ALGUNOS SENSORES
Algunos tipos de sensores utilizados en robótica y pertenecientes a cada grupo antes
mencionado son:
*-Sensores de posición: su función es medir o detectar la posición de un determinado objeto
en el espacio, dentro de este grupo, podemos encontrar los siguientes tipos de captadores:
-- Los captadores fotoeléctricos: la construcción de este tipo de sensores, se encuentra
basada en el empleo de una fuente de señal luminosa (lámparas, diodos LED, diodos láser
etc..) y una célula receptora de dicha señal, como pueden ser fotodiodos , fototransistores o
LDR etc.
Este tipo de sensores, se encuentra basado en la emisión de luz , y en la detección de esta
emisión realizada por los fotodetectores.
Según la forma en que se produzca esta emisión y detección de luz, podemos dividir este tipo
de captadores en: captadores por barrera, o captadores por reflexión.
-- Captadores por barrera: detectan la existencia de un objeto, porque interfiere la recepción
de la señal luminosa.
-- Captadores por reflexión: la señal luminosa es reflejada por el objeto, y esta luz reflejada es
captada por el captador fotoeléctrico, lo que indica al sistema la presencia de un objeto.
*-Sensores de contacto: estos dispositivos, son los más simples, ya que son interruptores que
se activan o desactivan si se encuentran en contacto con un objeto, por lo que de esta manera
se reconoce la presencia de un objeto en un determinado lugar.
Su simplicidad de construcción añadido a su robustez, los hacen muy empleados en robótica.
-- Captadores de circuitos oscilantes: este tipo de captadores, se encuentran basados en la
existencia de un circuito en el mismo que genera una determinada oscilación a una frecuencia
prefijada, cuando en el campo de detección del sensor no existe ningún objeto, el circuito
mantiene su oscilación de un manera fija, pero cuando un objeto se encuentra dentro de la
zona de detección del mismo, la oscilación deja de producirse , por lo que el objeto es
detectado. Estos tipos de sensores son muy utilizados como detectores de presencia, ya que
al no tener partes mecánicas, su robustez al mismo tiempo que su vida útil es elevada.
*-Sensores por ultrasonidos: este tipo de sensores, se basa en el mismo funcionamiento que
los de tipo fotoeléctrico, ya que se emite una señal, esta vez de tipo ultrasónica, y esta señal
es recibida por un receptor. De la misma manera, dependiendo del camino que realice la señal
emitida podremos diferenciarlos entre los que son de barrera o los de reflexión.

-- Captadores de esfuerzos: este tipo de captadores, se encuentran basados en su mayor
parte en el empleo de galgas extensométrica, que son unos dispositivos que cuando se les
aplica una fuerza, ya puede ser una tracción o una compresión, varia su resistencia eléctrica,
de esta forma podemos medir la fuerza que se está aplicando sobre un determinado objeto.
*-Sensores de Movimientos: este tipo de sensores es uno de los más importantes en robótica,
ya que nos da información sobre las evoluciones de las distintas partes que forman el robot, y
de esta manera podemos controlar con un grado de precisión elevada la evolución del robot
en su entorno de trabajo.
Dentro de este tipo de sensores podemos encontrar los siguientes:
- Sensores de deslizamiento:
Este tipo de sensores se utiliza para indicar al robot con que fuerza ha de levantar un objeto
para que éste no se rompa al aplicarle una fuerza excesiva, o por el contrario que no se caiga
de las pinzas del robot por no sujetarlo debidamente. Su funcionamiento general es simple, ya
que este tipo de sensores se encuentran instalados en el órgano aprehensor (pinzas). Cuando
el robot decide levantar el objeto, las pinzas lo agarran con una determinada fuerza y lo
intentan levantar, si se produce un pequeño deslizamiento del objeto entre las pinzas,
inmediatamente es incrementada la presión le las pinzas sobre el objeto, y esta operación se
repite hasta que el deslizamiento del objeto se ha eliminado gracias a aplicar la fuerza de
agarre suficiente.
- Sensores de Velocidad:
Estos sensores pueden detectar la velocidad de un objeto tanto sea lineal como angular, pero
la aplicación más conocida de este tipo de sensores es la medición de la velocidad angular de
los motores que mueven las distintas partes del robot. La forma más popular de conocer la
velocidad del giro de un motor, es utilizar para ello una dinamo tacométrica acoplada al eje del
que queremos saber su velocidad angular, ya que este dispositivo nos genera un nivel
determinado de tensión continua en función de la velocidad de giro de su eje, pues si
conocemos a que valor de tensión corresponde una determinada velocidad, podremos
averiguar de forma muy fiable a qué velocidad gira un motor. De todas maneras, este tipo de
sensores al ser mecánicos se deterioran, y pueden generar errores en las medidas.
Existen también otros tipos de sensores para controlar la velocidad, basados en el corte de un
haz luminoso a través de un disco perforado sujetado al eje del motor, dependiendo de la
frecuencia con la que el disco corte el haz luminoso indicará la velocidad del motor.
- Sensores de Aceleración:
Este tipo de sensores es muy importante, ya que la información de la aceleración sufrida por
un objeto o parte de un robot es de vital importancia porque si se produce una aceleración en
un objeto, este experimenta una fuerza que tiende a hacer poner el objeto en movimiento.
Supongamos el caso en que un brazo robot industrial sujeta con una determinada presión un
objeto en su órgano terminal. Si al producirse un giro del mismo sobre su base a una
determinada velocidad, se provoca una aceleración en todo el brazo, y en especial sobre su
órgano terminal. Si esta aceleración provoca una fuerza en determinado sentido sobre el
objeto que sujeta el robot y esta fuerza no se ve contrarrestada por otra, se corre el riesgo de
que el objeto salga despedido del órgano aprehensor con una trayectoria determinada, por lo

que el control en cada momento de las aceleraciones a que se encuentran sometidas
determinadas partes del robot son muy importantes.
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Una nariz electrónica es un sistema electrónico con capacidad analítica cuya finalidad es
detectar los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) que forman parte una muestra olorosa
pudiendo de esa forma reconocerla o discriminarla dentro de un conjunto de sustancias
olorosas. Estos sistemas imitan de una manera extremadamente simplificada el principio del
sistema olfativo de los mamíferos.
Diagrama de bloques de una nariz electrónica genérica (se da una descripción detallada de
cada bloque en el artículo)Una nariz electrónica genérica está formada fundamentalmente por
4 bloques bien definidos desde un punto de vista funcional:
Un bloque de transducción cuyo elemento fundamental es un array de sensores químicos o de
gas. Este array suele estar formado por un número determinado de sensores. El número de
sensores en el array así como la tecnología empleada para implementar los sensores influye
de forma importante en las prestaciones de la aplicación. En secciones posteriores se
describirá tanto la tecnología como el funcionamiento de estos sensores.
Un segundo bloque de adquisición de señal y conversión a un formato digital apropiado en la
que se incluye circuitería de adquisición de datos, fundamentalmente un conversor analógico-
digital, así como componentes electrónicos para el acondicionamiento de la señal analógica
entregada por el array, los cuales pueden ser desde un amplificador operacional hasta un
simple condensador,...
Otro bloque de procesado, encuadrándose normalmente dicho procesado dentro del ámbito
del Aprendizaje Automático.
Y un cuarto bloque de presentación de resultados, esta parte en su versión más básica podría
estar formada por una sencilla pantalla LCD.
En la parte de transducción el elemento fundamental es un array de sensores químicos. Estos
sensores generalmente son no específicos y reaccionan ante un espectro relativamente
grande de compuestos (es decir, no han sido diseñados para reconocer ningún compuesto
concreto sino, por el contrario, cuanto mayor sea el número de compuestos ante los que
pueden reaccionar teóricamente mayor es el número de ámbitos de aplicación). La circuitería
de adquisición y acondicionamiento de señal es totalmente estándar comprendiendo desde el
ya mencionado conversor analógico-digital hasta amplificadores operacionales pasando
obviamente por elementos circuitales pasivos. La única característica específica de la
aplicación que deberían tener dichos elementos circuitales es que sean de bajo ruido dado
que las señales inducidas por algunos compuestos pueden ser extremadamente débiles.
Las técnicas empleadas en la parte de procesado pertenecen como se comentó anteriormente
al ámbito del Aprendizaje Automático pero adaptadas a las señales entregadas por los
sensores químicos. Dicho conjunto de técnicas son conocidas con el nombre de Aprendizaje
Olfativo Automático (esta acepción proviene del término en lengua inglesa, Machine Olfaction).
Los aspectos diferenciales entre las señales entregadas por los sensores y otros tipos de

señales sobre los que también se empleen técnicas de Aprendizaje Automático, como señales
de voz, de audio o señales de control, serán expuestos a continuación.
Hay que decir que también existen dispositivos que basan su procesado en técnicas propias
de la cromatografía de gases.
[editar] Sensores químicos o de gas
La función de estos sensores es dar lugar a una magnitud física (conductancia, resistencia,...)
la cual pueda ser capturada por el hardware de adquisición. Dicha magnitud debería reflejar
en menor o mayor la exposición de los sensores a la muestra olorosa.
La magnitud utilizada para „tomar la huella“ (de hecho el término en inglés fingerprint es
ampliamente utilizado en este campo) de la muestra olorosa bajo test depende casi
exclusivamente del tipo de sensor químico empleado en la aplicación.
El funcionamiento de estos sensores es básicamente el siguiente: tras ser expuestos los
sensores a un determinado gas o mezcla de ellos la magnitud física antes mencionada se ve
alterada en una manera teóricamente diferente según la sustancia a la que se expone. En el
caso más simplificado en el que sólo se emplee un sensor, éste debería sufrir una variación de
magnitud tal que ésta fuese característica de la sustancia a la que se expone.
A continuación se describirán los principales tipos de sensores químicos utilizados en estos
dispositivos.
[editar] Tipos de sensores químicos
Los tipos de sensores más ampliamente utilizados son cuatro: basados en semiconductor de
óxido metálico (Metal-Oxide Semiconductor), basados en onda acústica de superficie (Surface
Acoustic Wave, SAW), ópticos, basados en fotoionización y los basados en resistencia
(Chemiresistors).
basados en semiconductor de óxido metálico, estos sensores están formados por una fina
lámina de semiconductor de cierto óxido metálico. Tras la exposición tiene lugar un cambio en
la conductancia del material y esto es el lo que se utiliza para caracterizar la sustancia olorosa.
Estos sensores son comercialmente accesibles y tienen buena sensibilidad pero para su
correcto funcionamiento deben operar a temperaturas entre 100ºC y 600ºC lo cual hace que
consuman más potencia que aquellos que pueden funcionar a temperatura ambiente siendo
difícilmente adaptables a dispositivos portátiles por razones obvias.
basados en onda acústica de superficie, estos sensores hacen uso de las ondas acústicas
conocidas como ondas Rayleigh en honor de su descubridor. El funcionamiento es el
siguiente: estos sensores están formados por un material piezoeléctrico (normalmente un
cuarzo) el cual se recubre con una delgada capa de un material (en la mayoría de los casos se
usa un polímero) que reacciona en contacto con ciertos gases, dicha estructura es excitada
mediante señales de radiofrecuencia las cuales varían su frecuencia inicial de excitación tras
la aparición de las mencionadas ondas de superficie las cuales se inducen en la estructura
cuando ésta entra en contacto con la sustancia olorosa objetivo. Las ventajas de este tipo de
sensores son su alta sensibilidad y que pueden ser producidos en masa con alta
reproducibilidad (es decir, se puede fabricar una cantidad elevada de los mismos y su
comportamiento es parecido con cierta tolerancia). Sin embargo, dado que han de excitarse

con radiofrecuencia el aumento de la miniaturización puede ser un problema a la hora de
aplicar dicha excitación. Sensores de temperatura
Allí donde es necesario medir temperaturas, Lund & Sorensen ha adquirido una considerable
experiencia gracias a numerosos proyectos en muchas áreas distintas. Proporcionamos
sensores de temperatura para utilizar en entornos como aire, gas, agua y lubricantes.
Así pues, ponerse en contacto con Lund & Sorensen puede
suponer una gran ventaja si la medición de temperaturas forma parte de su trabajo, en
especial si se trata de zonas en las que no ha efectuado este tipo de mediciones con
anterioridad.
Podrá beneficiarse del amplio conocimiento de Lund & Sorensen en lo que a sensores y su
utilización se refiere, sin olvidar que dispondrá de nuestra asistencia profesional en la elección
del mejor diseño posible.
Lund & Sorensen proporciona los siguientes tipos de sensores de temperatura:
• Detectores termométricos de resistencia (DTR)
• Termistores
• Termopares (TP)
• Sensores de cable tanto TP como DTR
Los sensores de temperatura
de Lund & Sorensen se utilizan en:
• Maquinaria de moldeo de plástico
• Industria marítima
• Industria de fabricación de maquinaria
• Baños químicos
• Sistemas de refrigeración y aire acondicionado
• Industria farmacéutica y alimentaria
• Motores navales
• Incineradores de residuos
• ETC
Un robot se puede definir como un sistema eléctro-mecánico e informático que interactua con
el medio. Los robots tal y como los concebimos actualmente, necesitan relacionarse con su
alrededor para poder llevar a cabo sus actividades.
La actividad global de cualquier robot se puede entender como la sucesión de las siguientes
cinco fases o actividades:
 Medida

 Modelaje
 Percepción
 Planificación
 Acción
Las tres primeras actividades están encaminadas a que el robot pueda percibir lo que esta
pasando en su entorno. La planificación consiste en, apartir de la información percibida, tomar
las decisiones oportunas para desarrollar su actividad. Por último, la acción consiste en la
ejecución de las tareas planificadas en la fase anterior.
Para un informático, la fase que puede resultar más atractiva es la de la planificación, ya que
es en la que se concentra la mayor parte de la actividad "intelegente" del robot. Sin embargo,
un robot no podría hacer nada sino pudiera "medir" de alguna forma lo que le interesa del
medio en el que se dearrolla su actividad. Para poder realizar esta primera ( y fundamental )
fase, los robots diponen de unos dispositivos llamados SENSORES.
Los sensores cumplen la misma función en los robots que los órganos sensoriales en la
mayoría de los seres vivos. Sin ellos los robots no podrían localizar objetos para poder
cogerlos, evitar obstáculos para no chocarse, comprobar el correcto funcionamiento de una
actividad, ... Además, los sensores ayudan al robot a conocer sus parámetros internos, tales
como la posicón, la velocidad, ...
Los sensores son en realidad unos elementos físicos que pertenecen a un tipo de dispositivo
llamado transductor. Los transductores son unos elementos capaces de transformar una
variable física en otra diferente. Los sensores son un tipo concreto de transductores que se
caracterizan porque son usados para medir la variable transformada. La magnitud física que
suele ser empleada por los sensores como resultado suele ser la tensión electrica, debido a la
facilidad del trabajo con ella.
Desde el punto de vista de la forma de la variable de salida, podemos clasificar los sensores
en dos grupos: analógicos, en los que la señal de salida es una señal continua, analógica;
y digitales, que transforman la variable medida en una señal digital, a modo de pulsos o bits.
En la actualidad los sensores más empleados son los digitales, debido sobre todo a la
compatibilidad de su uso con los ordenadores.
A los sensores, se les debe exigir una serie de características, que pasamos ahora a
enumerar y comentar:

 Exactitud. Hace referencia a que se debe poder detectar el valor verdadero de la variable sin errorres
sistemáticos. Sobre varias mediciones, la media de los errores cometidos debe tender a cero.
 Precisión. Una medida será más precisa que otra si los posibles errores aleatorios en la medición son
menores. Debemos procurar la máxima precisión posible.
 Rango de funcionamiento. El sensor de be tener un amplio rango de funcionamiento, es decir, debe ser
capaz de medir de manera exacta y precisa un amplio abanico de valores de la magnitud
correspondiente.
 Velocidad de respuesta. El sensor debe responder a los cambios de la variable a medir en un tiempo
mínimo. Lo ideal sería que la respuesta fuera instantánea.
 Calibración. La calibración es el proceso mediante el que se establece la relación entre la variable
medida y la señal de salida que produce el sensor. La calibración debe poder realizarse de manera
sencilla y además el sensor no debe precisar una recalibración frecuente.
 Fiabilidad. El sensor debe ser fiable, es decir, no debe estar sujeto a fallos inesperados durante su
funcionamiento.
 Coste. El coste para comprar, instalar y manejar el sensor debe ser lo más bajo posible.
 Facilidad de funcionamiento. Por último, sería ideal que la instalación y iso del sensor no necesitara de
un aprendizaje excesivo.
Todas estas características son las deseables en los sensores. Sin embargo, en la mayoría de
los casos lo que se procurará será un compromiso entre su cumplimiento y el coste que ello
suponga a la hora del diseño y fabricación.
Después de esta introducción, lo lógico sería pasar a comentar los distintos tipos de sensores
existentes, así como sus principales características. Sin embargo esto plantea el problema de
clasificar los sensores de alguna forma. Podemos clasificar los sensores por la variable que
miden (velocidad, proximidad, ...), por el principio físico en el que se basa su funcionamiento (
efecto Hall, ...), por la tecnologia en la que se basan ( silicio, eléctro-mecánica,... ) ,la relación
entre el sensor y la característica a medir ( contacto, sin contacto), etc ...
En el desarrollo del presente trabajo nos basaremos en una clasificación general que engloba
a los sensores en dos grandes grupos, según la relación de la variable a medir con el
sensor: INTERNOS y EXTERNOS. Además, dentro de cada gran grupo, distinguiremos
distintos tipos según la variable que midan e iremos comentando para cada caso otros
aspectos como la tecnología en la que se pueden basar.
Tecnología de sensores
La ventaja digital
Los sensores digitales Lynx! de RJG presentan algunas claras ventajas sobre los sensores
analógicos. Los sensores digitales ofrecen una señal "sin ruido" que se traduce en datos más
exactos, dándole información más confiable. Otra ventaja es que toda la calibración se maneja
antes de que llegue a su instalación, proporcionando un sensor listo para el uso. Como última
ventaja en orden pero no en importancia, nuestros sensores digitales son “inteligentes”.
Cuando se instala, todos los detalles de ese molde y sensor en particular se incorporan en la

circuitería del sensor, simplificando la configuración y mejorando la eficiencia y la
productividad. Nuestro personal de soporte técnico puede ayudarle a seleccionar el sensor
que funcione mejor para sus circunstancias. Siéntase en libertad de llamarnos o enviarnos un
correo electrónico con las preguntas que pueda tener y trabajaremos con usted para crear una
estrategia para su proyecto de presión de cavidad.
Tecnologías de medición
En la industria del moldeo por inyección se aceptan ampliamente dos tipos de tecnologías de
sensor de presión de cavidad: de extensímetro y piezoeléctrica. La tecnología de extensímetro
funciona montando un puente Wheatstone en un diafragma o una columna. El puente actúa
como unidad de medición para la fuerza ejercida por el plástico, lo que se convierte a una
salida de voltaje. La presión aplicada al diafragma o a la columna a través de una clavija
expulsora se mide como fuerza. La tecnología piezoeléctrica utiliza el principio de que los
cristales piezoeléctricos emiten electrones cuando se someten a una fuerza cambiante. Estos
electrones o 'carga' se acumulan en un amplificador de carga que lee la señal de fuerza o
presión. A pesar de las diferencias entre los dos tipos de sensores, cualquiera de estas
tecnologías producirá mediciones comparables en la mayoría de las aplicaciones. Las
características distintivas entre los tipos de sensores son su costo relativo, la facilidad de
realizar una instalación adecuada y su solidez en un entorno industrial.
Estilos de sensores
Todos los estilos y las características de los sensores son extremadamente únicos y están
diseñados para ajustarse a diversas situaciones y entornos de moldeo. Es posible determinar
qué sensores de presión de cavidad funcionarán mejor en su situación, si se observan las
ventajas que ofrece cada sensor y se selecciona uno adecuado para su aplicación. Nuestros
sensores de botón y deslizamiento miden indirectamente la presión a través de la fuerza
aplicada por unas clavijas eyectoras. Los sensores de estilo a nivel de RJG entran en contacto
con el plástico, midiendo directamente la presión en el molde. RJG ofrece tecnologías
piezoeléctricas o de extensímetro para aplicaciones directas e indirectas. Cualquiera sea la
aplicación, nuestro personal de soporte técnico puede ayudarle a encontrar el estilo y la
estrategia adecuados para asegurar el éxito.
http://html.rincondelvago.com/tipos-de-sensores.html
funcionamiento
Sensores Ópticos
Tecnología Touch Mediante SensoresÓpticos
La Tecnología Touch Mediante Sensores Ópticos, se basa en la utilización de una matriz de sensores ópticos, que
per miten registrar varios puntos de contacto, siendo registrados y analizados por el ordenador.
El Principio básico del funcionamiento de los sensores ópticos consiste en la emisión y recepción de luz. Tanto en el
emisor como en el receptor se encuentran en el mismo encapsulado, y en ambos son colocadas pequeñas lentes ópticas
que permiten concentrar el haz de luz, de modo que cuando un objeto refleja el haz de luz, el receptor con detecta.
En base a esto, las pantallas táctiles mediante sensores ópticos, disponen de una red de sensores que permiten obtener
la posición de varios puntos de contacto sobre ella de manera simultánea, por lo que las pantallas que incorporan
sensores ópticos, tienen la función multitáctil.

A menudo también permite calcular la presión o el ángulo de cada uno de los puntos de contacto de forma
independiente, lo que permite hacer gestos e interactuar con varios dedos o manos de manera simultánea (de manera
similar a los acordes de mouse ) y proveer así de una interacción más rica a través de gestos mucho más intuitivos.
Dependiendo del tamaño del dispositivo, podemos encontrar algunas de estas pantallas lo suficientemente grandes para
que puedan ser usadas por varios usuarios de forma simultánea.
Otro aspecto importante de esta técnica es que permite realizar zooms en la aplicación que se esté manejando con sólo
usar dos dedos.
Las investigaciones actuales van dirigidas a intentar calcular otros parámetros como por ejemplo saber qué dedo
concreto es el que está tocando en cada una de las posiciones (Por ejemplo el pulgar, el índice...)
características
aracterísticas de un sensor[editar]
 Rango de medida: dominio en la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor.
 Precisión: es el error de medida máximo esperado.
 Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la variable de entrada es
nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada,
habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset.
 Linealidad o correlación lineal.
 Sensibilidad de un sensor: suponiendo que es de entrada a salida y la variación de la
magnitud de entrada.
 Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede detectarse a la salida.
 Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto varíe la magnitud a
medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la magnitud de
entrada.
 Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que
influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales, como
la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidación, desgaste, etc.) del
sensor.
 Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.
Sensores ópticos. Un buen ejemplo de sensor óptico es el de los mouse de computadora,los cuales mueven
el cursor según el movimiento que se le realiza. No obstante es importante tener en cuenta que los sensores
ópticos también pueden utilizarse para leer y detectar información,tal como la velocidad de un auto que viene
por la carretera y si un billete grande está marcado o bien, es falso.

Características
Los sensores ópticos son de los más sensibles que existen y justamente por este motivo es que la mayoría de
ellos no duran demasiado tiempo, además más allá de las utilidades que los mismos pueden tener.
Uso
Los sensores ópticos más utilizados son aquellos que detectan billetes ymonedas falsos considerando que es
el uso más práctico que se le pude dar, pero es importante destacar el hecho de que es difícil destacar a este
tipo de sensor.Por otro lado vale la pena destacar el hecho de que en cuanto a los sistemas de seguridad,los
sensores ópticos suelen colocarse para detectar la cercanía de un intruso a la entrada del hogar, de hecho se
puede decir que en este caso, los sensores ópticos cumplen la misma función que los sensores de
proximidad,pero quizás una de las desventajas más grandes que tengan los mismos es que pueden burlarse
con facilidad y por eso un sistema de seguridad con sensores ópticos no representa ningún tipo de desafío
para un intruso. No obstante, el sensor óptico es un excelente complemento si se utiliza con otros tipos de
sistemas de seguridad,pero siempre lo más indicado es asesorarse correctamente con los expertos en estos
sistemas para quedar satisfechos con los tipos de sistemas que se contraten.
Muchas empresas que desarrollan todo tipo de sistemas de seguridad con sensores,intentan encontrarle una
función que se adapte a cualquier sistema de seguridad, pero la mayoría de las veces es muy difícil poder
hacer evolucionar un sistema tan básico,como en este caso son los sensores ópticos, no obstante gracias al
avance de la tecnología, se pueden utilizar los sensores ópticos para otro tipo de sistemas.
Sensor de temperatura
Los sensores de temperatura son dispositivos que transforman los
cambios de temperatura en cambios en señales eléctricas que son
procesados por equipo electrico o electrónico.
Hay tres tipos de sensores de temperatura, los termistores, los RTD y
los termopares.
El sensor de temperatura, típicamente suele estar formado por el
elemento sensor, de cualquiera de los tipos anteriores, la vaina que lo
envuelve y que está rellena de un material muy conductor de la
temperatura, para que los cambios se transmitan rápidamente al
elemento sensor y del cable al que se conectarán el equipo electrónico.
Termistor
El termistor está basado en que el comportamiento de la resistencia de
los semiconductores es variable en función de la temperatura.

Existen los termistores tipo NTC y los termistores tipo PTC. En los
primeros, al aumentar la temperatura, disminuye la resistencia. En los
PTC, al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia.
El principal problema de los termistores es que no son lineales según la
temperatura por lo que es necesario aplicar fórmulas complejas para
determinar la temperatura según la corriente que circula y son
complicados de calibrar.
Más sobre el termistor
RTD ( resistance temperature detector )
Un RTD es un sensor de temperatura basado en la variación de la
resistencia de un conductor con la temperatura.
Los metales empleados normalmente como RTD son platino, cobre,
niquel y molibdeno.
De entre los anteriores, los sensores de platino son los más comunes
por tener mejor linealidad, más rapidez y mayor margen de
temperatura.
Termopar
El termopar, también llamado termocupla y que recibe este nombre por
estar formado por dos metales, es un instrumento de medida cuyo
principio de funcionamiento es el efecto termoceléctrico.
Un material termoeléctrico permite transformar directamente el calor en
electricidad, o bien generar frío cuando se le aplica una corriente
eléctrica.
El termopar genera una tensión que está en función de la temperatura
que se está aplicando al sensor. Midiendo con un voltímetro la tensión
generada, conoceremos la temperatura.
Los termopares tienen un amplio rango de medida, son económicos y
están muy extendidos en la industria. El principal inconveniente estriba
en su precisión, que es pequeña en comparación con sensores de
temperatura RTD o termistores.

La temperatura tiene una importancia fundamental en numerosos procesos industriales. Por ello, es imprescindible
disponer de una medición precisa.
Las temperaturas inexactas pueden tener graves consecuencias, como la reducción de la vida útil del equipo si sufre
un sobrecalentamiento de unos grados. Para ayudarle a marcar la diferencia, la gama Danfoss incluye transmisores
y sensores de temperatura.
Características:
 Alto grado de protección contra la humedad;
 Medición de temperaturas entre – 50 ºC y 800 ºC;
 Punta de medición fija o intercambiable;
 Elemento de resistencia Pt 100 / Pt 1000, NTC / PTC y termopares;
 Disponible con transmisor incorporado;
 Disponible con homologaciones marinas.

Magnitudes de medición
La temperaturas de gases o líquidos puede medirse en general sin problemas en cualquier punto
local, sin embargo la medición de la temperatura de cuerpos sólidos se limita casi siempre a la
superficie. La mayoría de sensores de temperatura utilizados necesitan un estrecho contacto
directo del elemento sensible con el medio en cuestión (termómetro de contacto), para tomar con la
máxima precisión la temperatura del medio. Ciertos casos especiales requieren, sin embargo, la
aplicación de sensores sin contacto, que determinan la temperatura de un cuerpo o medio en virtud
de su radiación térmica (infrarroja) (termómetro de radiación = pirómetro).
La medición de la temperatura en el automóvil se efectúa de modo casi exclusivo mediante
termómetros de contacto constituidos por materiales resistivos de coeficiente de temperatura
positivo (PTC) o negativo (NTC), aprovechando su dependencia de la temperatura. La conversión
de la resistencia eléctrica en una tensión analógica se realiza casi siempre mediante el
complemento de una resistencia térmicamente neutra o de sentido opuesto, formando un divisor de
tensión (efecto linealizador).

Últimamente, desde la introducción de la tecnología de microsistemas, para la realización de la
mayoría de funciones de seguridad pasiva y de confort (detección de la posición de los pasajeros
para el disparo de los airbag, regulación de la climatización de acuerdo con la temperatura de la
piel, desempañamiento de los cristales) se utilizan sensores de temperatura sin contacto
(pirométricos), cuya fabricación es cada vez más económica.
La tabla inferior indica las mediciones de temperatura que se efectúan en el automóvil.
Temperaturas en el automóvil
Punto de medición
magnitud en
ºC
Aire de admisión /
sobrealimentación
- 40.....170
Aire ambiente - 40.....60
Habitáculo - 20.....80
Ventilación / calefacción - 20.....60
Evaporador
(acondicionador de aire)
- 10.....50
Agua refrigerante - 40.....130
Aceite motor - 40.....170
Batería - 40.....100
Combustible - 40.....120
Aire de los neumáticos - 40.....120
Gases de escape 100.....1000
Pinza de freno - 40.....2000

Los campos de medición en parte muy distintos exigen un gran número de conceptos y tecnologías
de sensores, así como los requerimientos de precisión y de dinámica no mencionados aquí
implican formas de sensores muy diversas. En muchos puntos se mide la temperatura como
magnitud auxiliar, para excluir sus efectos negativos o compensar sus influencias no deseadas
Estructura y funcionamiento
Existen sensores de temperatura de distintas formas constructivas, según su campo de aplicación.
Dentro de un cuerpo hay montada una resistencia termosensible de medición, de material
semiconductor. Normalmente tiene ella un coeficiente de temperatura negativo (NTC), raramente
un coeficiente de temperatura positivo (PTC), es decir, que su resistencia disminuye o aumenta
drásticamente al subir la temperatura.
La resistencia de medición forma parte de un circuito divisor de tensión alimentado con 5 V. La
tensión que se mide en la resistencia depende, por tanto, de la temperatura. Ésta se lee a través
de un convertidor analógico-digital y es una medida de la temperatura del sensor. La unidad de
control del motor tiene almacenada una curva característica que indica la temperatura
correspondiente a cada valor de resistencia o tensión de salida.

Aplicación
 Sensor de temperatura del motor
Este sensor está montado en el circuito del líquido refrigerante (figura 1), con el fin de
determinar la temperatura del motor a partir de la temperatura del refrigerante (campo de
medición - 40...+130 °C).
 Sensor de temperatura del aire
Este sensor montado en el tramo de admisión registra la temperatura del aire aspirado con
la que es posible calcular, en combinación con un sensor de presión de sobrealimentación,
la masa de aire aspirada. Además de ello se pueden adaptar valores teóricos para circuitos
reguladores (p.ej. realimentación de gases de escape, regulación de la presión de
sobrealimentación) a la temperatura del aire (campo de medición - 40...+120 °C).
 Sensor de temperatura del aceite de motor
La señal del sensor de temperatura del aceite de motor se emplea para calcular los
intervalos de servicio (campo de medición - 40... +170 °C).
 Sensor de temperatura del combustible
Está montado en la zona de baja presión del combustible Diesel. Con la temperatura de
éste se puede calcular con exactitud el caudal inyectado (campo de medición - 40... + 120
°C).
 Sensor de temperatura de los gases de escape
Este sensor se monta en puntos térmicamente críticos del sistema de escape. Se emplea
también para regular sistemas de tratamiento ulterior de los gases de escape. La
resistencia de medición es generalmente de platino (campo de medición -40...+1000°C).

Termistor
Símbolo genérico de un termistor.
Símbolo NTC.
Símbolo PTC.
Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la
variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. El término
termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor:
 NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo
 PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo (también
llamado posistor)
Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la
disminuyen.
Índice
[ocultar]
 1 Introducción
o 1.1 Tipos
 2 Aplicaciones
 3 Inconvenientes de los termistores
 4 Véase también
 5 Bibliografía
 6 Enlaces externos

Introducción[editar]
El funcionamiento se basa en la variación de la resistencia del semiconductor debido al
cambio de la temperatura ambiente, creando una variación en la concentración de portadores.
Para los termistores NTC, al aumentar la temperatura, aumentará también la concentración de
portadores, por lo que la resistencia será menor, de ahí que el coeficiente sea negativo. Para
los termistores PTC, en el caso de un semiconductor con un dopado muy intenso, éste
adquirirá propiedades metálicas, tomando un coeficiente positivo en un margen de
temperatura limitado. Usualmente, los termistores se fabrican a partir de óxidos
semiconductores, tales como el óxido férrico, el óxido de níquel, o el óxido de cobalto.
Sin embargo, a diferencia de los sensores RTD, la variación de la resistencia con la
temperatura no es lineal. Para un termistor NTC, la característica es hiperbólica. Para
pequeños incrementos de temperatura, se darán grandes incrementos de resistencia. Por
ejemplo, el siguiente modelo caracteriza la relación entre la temperatura y la resistencia
mediante dos parámetros:
con
donde:
 es la resistencia del termistor NTC a la temperatura T (K)
 es la resistencia del termistor NTC a la temperatura de referencia (K)
 B es la temperatura característica del material, entre 2000 K y 5000 K.
Por analogía a los sensores RTD, podría definirse un coeficiente de temperatura
equivalente , que para el modelo de dos parámetros quedaría:
Puede observarse como el valor de este coeficiente varía con la temperatura. Por
ejemplo, para un termistor NTC con B = 4000 K y T = 25 °C, se tendrá un
coeficiente equivalente = -0.045 , que será diez veces superior a la
sensibilidad de un sensor Pt100 con = 0.00385 .
El error de este modelo en el margen de 0 a 50 °C es del orden de ±0.5 °C.
Existen modelos más sofisticados con más parámetros que dan un error de
aproximación aún menor.
En la siguiente figura se muestra la relación tensión – corriente de un termistor
NTC, en la que aparecen los efectos del autocalentamiento.

Autocalentamiento.
A partir del punto A, los efectos del autocalentamiento se hacen más evidentes.
Un aumento de la corriente implicará una mayor potencia disipada en el termistor,
aumentando la temperatura de éste y disminuyendo su resistencia, dejando de
aumentar la tensión que cae en el termistor. A partir del punto B, la pendiente
pasa a ser negativa.
Tipos[editar]

Termistor (tipo perla)

Termistor (tipo SMD)


Termistor (tipo disco)

Termistor (axial)

Sonda de medida
Aplicaciones[editar]
Hay tres grupos:
 Aplicaciones en las que la corriente que circula por ellos, no es capaz de
producirles aumentos apreciables de temperatura y por tanto la resistencia del
termistor depende únicamente de la temperatura del medio ambiente en que
se encuentra.
 Aplicaciones en las que su resistencia depende de las corrientes que lo
atraviesan.
 Aplicaciones en las que se aprovecha la inercia térmica, es decir, el tiempo
que tarda el termistor en calentarse o enfriarse cuando se le somete a
variaciones de tensión.

Inconvenientes de los termistores[editar]
Para obtener una buena estabilidad en los termistores es necesario envejecerlos
adecuadamente. Pero el principal inconveniente del termistor es su falta de
linealidad.
http://es.wikipedia.org/wiki/Termistor
CARACTERÍSTICAS DEL SENSOR DE TEMPERATURA
De E1 a E8
+ 5V
Resist encia
ajustable
GND + 5V De E1 a E8
Configuració
n (Jumper)
Diodo
bicolor
Diodo
monocolor

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