Unidad 1: Sensores
            INTERFACES




                         1
Sensores




           2
Sensores


 Un sensor es un dispositivo capaz de transformar
 magnitudes físicas, químicas, biológicas, etc.,
 llamadas variables de instrumentación, en
 magnitudes eléctricas.



                                                 3
Sensores
 Paravalorar la calidad de un sensor hay que
 atender a sus características:
   Característica            Definición
   Amplitud                  Diferencia entre los límites de medida
   Calibración               Patrón conocido de la variable medida que se aplica mientras se observa la señal de salida
   Error                     Diferencia entre el valor medido y valor real
   Exactitud                 Concordancia entre el valor medido y el valor real
   Factor de escala          Relación entre la salida y la variable medida
   Fiabilidad                Probabilidad de no error
   Histéresis                Diferente recorrido de la medida al aumentar o disminuir esta
   Precisión                 Dispersión de los valores de salida
   Ruido                     Perturbación no deseada que modifica el valor
   Sensibilidad              Relación entre la salida y el cambio en la variable medida
   Temperatura de servicio   Temperatura de trabajo del sensor
   Zona de error             Banda de desviaciones permisibles en la salida
                                                                                                                          4
Sensores
 Atendiendo   al ámbito de aplicación vamos a
 dividir los sensores en:
    Gestión del confort
     - Control de iluminación
    Gestión contra incendio
    Gestión de seguridad
     - Control de presencia
    Gestión de energía
    Otros sistemas
                                                 5
Temas
 1.1   Ópticos.
   1.1.1 Tipos.
   1.1.2 Funcionamiento.
   1.1.3 Características.
   1.1.4 Modo de comunicación.




                                  6
Ópticos
 Los     sensores ópticos se componen de dos
    elementos principales, un sensor y un emisor de
    luz, pudiendo estar este ultimo integrado dentro
    del sensor o estar situado fuera.

     La fuente de luz genera luz de una cierta
    frecuencia para que el sensor pueda detectarla
    más fácilmente y diferenciarla de otras fuentes
    cercanas.
                                                   7
Ópticos
 El tipo de luz más usado es el infrarrojo y, en este
  caso, para diferenciar la luz de la fuente se deja
  una frecuencia fija y lo que se hace es emitir
  pulsos. El sensor simplemente descartará
  cualquier luz infrarroja que le llegue y que no sea
  intermitente, pudiendo así diferenciar la luz de la
  fuente de radiación infrarroja proveniente de
  otros objetos que generen calor.

                                                     8
Tipos de Sensores Ópticos
 Dentro    de esta categoría hay dos tipos
  principales: los sensores basados en la reflexión
  y los que trabajan en modo barrera.

 Los primeros tienen el emisor de luz y el detector
  muy próximos y deducen la distancia a la que
  está un objeto dependiendo del ángulo que
  forma la luz al rebotar sobre este. Esto hace que
  su rango sea bastante limitado.
                                                   9
Sensores Ópticos
 Los  segundos trabajan en modo barrera tienen la
  fuente a cierta distancia enfrente del sensor y
  solo pueden saber si el rayo se obstruye o no,
  aunque también se pueden configurar para
  detectar una perdida de cantidad de luz,
  utilizable esto para algún proceso de control de
  nivel de liquido en algún recipiente como en una
  cinta transportadora de botellas.

                                                 10
Sensores Ópticos




                   11
Sensores Ópticos




                   12
Temas
 1.2   Aproximación.
   1.2.1 Tipos.
   1.2.2 Funcionamiento.
   1.2.3 Características.
   1.2.4 Modo de comunicación.




                                  13
Aproximada
   El sensor de proximidad es un transductor que
    detecta objetos o señales que se encuentran cerca
    del elemento sensor. Existen varios tipos de sensores
    de proximidad según el principio físico que utilizan.
Entre los sensores de proximidad se encuentran:
   Sensor capacitivo
   Sensor inductivo
   Sensor fin de carrera
   Sensor infrarrojo
   Sensor ultrasónico
   Sensor magnético
   Sensores de humedad
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Sensor Capacitivo

   La función del detector capacitivo consiste en señalar
    un cambio de estado, basado en la variación del
    estímulo de un campo eléctrico. Los sensores
    capacitivos detectan objetos metálicos, o no
    metálicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la
    cual depende de la constante dieléctrica del material
    a detectar, su masa, tamaño, y distancia hasta la
    superficie sensible del detector.

                                                         15
Sensor Capacitivo


La distancia de actuación en determinados
materiales, pueden por ello, regularse
mediante el potenciómetro.




Los detectores capacitivos están
construidos en base a un oscilador RC.
Debido a la influencia del objeto a
detectar, y del cambio de capacitancia



                                            16
Sensor Inductivo



   Los sensores inductivos de proximidad han sido
    diseñados para trabajar generando un campo
    magnético y detectando las pérdidas de corriente de
    dicho campo generadas al introducirse en él los
    objetos de detección metálicos y no metálicos.


                                                      17
Sensor Inductivo


El  sensor consiste en una bobina con núcleo de ferrita, un
oscilador, un sensor de nivel de disparo de la señal y un circuito
de salida. Al aproximarse un objeto "metálico" o no metálico, se
inducen corrientes de histéresis en el objeto.

El funcionamiento es similar al capacitivo; la bobina detecta el
objeto cuando se produce un cambio en el campo
electromagnético y envía la señal al oscilador, luego se activa el
disparador y finalmente al circuito de salida hace la transición
entre abierto o cerrado.                                         18
Sensor Inductivo


         El circuito sensor reconoce entonces un cambio
         específico de amplitud y genera una señal que
         conmuta la salida de estado sólido o la posición
         "ON" y "OFF".




                                                  19

Unidad 1 interfaces

  • 1.
    Unidad 1: Sensores INTERFACES 1
  • 2.
  • 3.
    Sensores  Un sensores un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas, químicas, biológicas, etc., llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas. 3
  • 4.
    Sensores  Paravalorar lacalidad de un sensor hay que atender a sus características: Característica Definición Amplitud Diferencia entre los límites de medida Calibración Patrón conocido de la variable medida que se aplica mientras se observa la señal de salida Error Diferencia entre el valor medido y valor real Exactitud Concordancia entre el valor medido y el valor real Factor de escala Relación entre la salida y la variable medida Fiabilidad Probabilidad de no error Histéresis Diferente recorrido de la medida al aumentar o disminuir esta Precisión Dispersión de los valores de salida Ruido Perturbación no deseada que modifica el valor Sensibilidad Relación entre la salida y el cambio en la variable medida Temperatura de servicio Temperatura de trabajo del sensor Zona de error Banda de desviaciones permisibles en la salida 4
  • 5.
    Sensores  Atendiendo al ámbito de aplicación vamos a dividir los sensores en:  Gestión del confort - Control de iluminación  Gestión contra incendio  Gestión de seguridad - Control de presencia  Gestión de energía  Otros sistemas 5
  • 6.
    Temas  1.1 Ópticos.  1.1.1 Tipos.  1.1.2 Funcionamiento.  1.1.3 Características.  1.1.4 Modo de comunicación. 6
  • 7.
    Ópticos  Los sensores ópticos se componen de dos elementos principales, un sensor y un emisor de luz, pudiendo estar este ultimo integrado dentro del sensor o estar situado fuera.  La fuente de luz genera luz de una cierta frecuencia para que el sensor pueda detectarla más fácilmente y diferenciarla de otras fuentes cercanas. 7
  • 8.
    Ópticos  El tipode luz más usado es el infrarrojo y, en este caso, para diferenciar la luz de la fuente se deja una frecuencia fija y lo que se hace es emitir pulsos. El sensor simplemente descartará cualquier luz infrarroja que le llegue y que no sea intermitente, pudiendo así diferenciar la luz de la fuente de radiación infrarroja proveniente de otros objetos que generen calor. 8
  • 9.
    Tipos de SensoresÓpticos  Dentro de esta categoría hay dos tipos principales: los sensores basados en la reflexión y los que trabajan en modo barrera.  Los primeros tienen el emisor de luz y el detector muy próximos y deducen la distancia a la que está un objeto dependiendo del ángulo que forma la luz al rebotar sobre este. Esto hace que su rango sea bastante limitado. 9
  • 10.
    Sensores Ópticos  Los segundos trabajan en modo barrera tienen la fuente a cierta distancia enfrente del sensor y solo pueden saber si el rayo se obstruye o no, aunque también se pueden configurar para detectar una perdida de cantidad de luz, utilizable esto para algún proceso de control de nivel de liquido en algún recipiente como en una cinta transportadora de botellas. 10
  • 11.
  • 12.
  • 13.
    Temas  1.2 Aproximación.  1.2.1 Tipos.  1.2.2 Funcionamiento.  1.2.3 Características.  1.2.4 Modo de comunicación. 13
  • 14.
    Aproximada  El sensor de proximidad es un transductor que detecta objetos o señales que se encuentran cerca del elemento sensor. Existen varios tipos de sensores de proximidad según el principio físico que utilizan. Entre los sensores de proximidad se encuentran:  Sensor capacitivo  Sensor inductivo  Sensor fin de carrera  Sensor infrarrojo  Sensor ultrasónico  Sensor magnético  Sensores de humedad 14
  • 15.
    Sensor Capacitivo  La función del detector capacitivo consiste en señalar un cambio de estado, basado en la variación del estímulo de un campo eléctrico. Los sensores capacitivos detectan objetos metálicos, o no metálicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de la constante dieléctrica del material a detectar, su masa, tamaño, y distancia hasta la superficie sensible del detector. 15
  • 16.
    Sensor Capacitivo La distanciade actuación en determinados materiales, pueden por ello, regularse mediante el potenciómetro. Los detectores capacitivos están construidos en base a un oscilador RC. Debido a la influencia del objeto a detectar, y del cambio de capacitancia 16
  • 17.
    Sensor Inductivo  Los sensores inductivos de proximidad han sido diseñados para trabajar generando un campo magnético y detectando las pérdidas de corriente de dicho campo generadas al introducirse en él los objetos de detección metálicos y no metálicos. 17
  • 18.
    Sensor Inductivo El sensor consiste en una bobina con núcleo de ferrita, un oscilador, un sensor de nivel de disparo de la señal y un circuito de salida. Al aproximarse un objeto "metálico" o no metálico, se inducen corrientes de histéresis en el objeto. El funcionamiento es similar al capacitivo; la bobina detecta el objeto cuando se produce un cambio en el campo electromagnético y envía la señal al oscilador, luego se activa el disparador y finalmente al circuito de salida hace la transición entre abierto o cerrado. 18
  • 19.
    Sensor Inductivo El circuito sensor reconoce entonces un cambio específico de amplitud y genera una señal que conmuta la salida de estado sólido o la posición "ON" y "OFF". 19