Presentación Sensores

SENSORES

Joan Castejón Guerrero

ÍNDICE

Sensores de velocidad

Definición

Sensores de temperatura

Sensores dinámicos

Sensores de humedad

Sensores de líquidos

Sensores de cinemática

Sensores de luz

Definición

Un sensor es un dispositivo que detecta y mide cambios en el entorno y los convierte en señales útiles para controlar o monitorear sistemas.

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SENSORES DE TEMPERATURA

Tipos

ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

• TERMOPAR
• RESISTENCIAS TERMOELÉCTRICAS NTC Y PTC
• TERMORRESISTENCIA RTD
• SEMICONDUCTORES: LM35

Mecánicos

• TERMÓMETRO DE CAÑÓN DE VIDRIO
• TERMÓMETRO BOURDON
• TERMÓMETRO BIMETÁLICO

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TERMÓMETRO DE CAÑÓN DE VIDRIO

Funcionamiento

Dilatación de un fluido por efecto de su estado de temperatura.

Aplicaciones

Laboratorios químicos y en la fabricación farmacéutica para medir y controlar la temperatura con precisión.

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Sensores de temperatura, mecánicos

TERMÓMETRO BOURDON

Funcionamiento

Dilatación de un gas o fluido por efecto de la temperatura.

Aplicaciones

Monitoreo de temperatura en sistemas de calefacción y en la medición de temperatura en procesos industriales.

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Sensores de temperatura, mecánicos

TERMÓMETRO BIMETÁLICO

Funcionamiento

Diferente coeficiente de dilatación (uno muy alto y otro muy bajo) de dos láminas de metal pegadas.

Aplicaciones

Medición de temperatura en sistemas HVAC y en la monitorización de la temperatura en equipos eléctricos.

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Sensores de temperatura, mecánicos

TERMOPAR

Funcionamiento

Devuelve una tensión eléctrica V proporcional a la temperatura a medir T (efecto Seebeck).

Aplicaciones

Medición de temperatura en hornos industriales y en la monitorización de la temperatura en sistemas de generación de energía.

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Sensores de temperatura, eléctricos y electrónicos

RESISTENCIAS TERMOELÉCTRICAS NTC Y PTC

Funcionamiento

Variación de la R de un material en función de la temperatura y en consecuencia caída detensión V cuando está en un circuito.

Aplicaciones

Control de temperatura en sistemas de climatización y en la medición de temperatura en electrodomésticos.

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Sensores de temperatura, eléctricos y electrónicos

TERMORRESISTENCIA RTD

Funcionamiento

Cambio de la resistencia de un metal con la temperatura.

Aplicaciones

Medición de temperatura en sistemas de control de procesos industriales y en la monitorización de temperatura en sistemas de refrigeración.

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Sensores de temperatura, eléctricos y electrónicos

SEMICONDUCTORES: LM35

Funcionamiento

El LM 35 da una tensión eléctrica proporcional a la temperatura de una de sus caras. Puede medir incluso temperaturas bajo cero.

Aplicaciones

Medición de temperatura en sistemas de control ambiental y en la monitorización de temperatura en dispositivos electrónicos sensibles.

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Sensores de temperatura, eléctricos y electrónicos

SENSORES DE Humedad

Tipos

Higrómetro eléctrico

Higrómetro mecánico

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Higrómetro mecánico

Funcionamiento

Cambio en la longitud de un pelo o fibra orgánica por efecto de la humedad ambiental(aumenta la longitud hasta un 3% para una humedad del 100%).

Aplicaciones

Medición de humedad relativa en espacios de almacenamiento y en la monitorización de la humedad en invernaderos.

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Sensores de humedad

higrómetro eléctrico

Funcionamiento

Cambio en la R de un material por efecto de la humedad (la humedad hace disminuir R por oxidación reversible de un metal).

Aplicaciones

Control de la humedad ambiental y la monitorización de la humedad en cámaras de crecimiento de plantas.

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Sensores de humedad

SENSORES DE Cinemática

Tipos

Presencia

• Final de carrera o microinterruptores
• Inductivos
• Capacitivos
• Barrera fotoeléctrica

Posición y desplazamiento

• Potenciómetro
• condensador variable
• transformador diferencial LVDT
• Fotoeléctrico
• Ultrasonidos

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Potenciómetro

Funcionamiento

Resistencia variable en función del giro del cursor

Aplicaciones

Regulación de volumen en equipos de audio y en el control de posición en sistemas de servocontrol.

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Sensores de cinemática, posición y desplazamiento

condensador variable

Funcionamiento

Capacidad variable de un condensador en función del grado de penetración de un materialdieléctrico (aislante) entre sus armaduras (variación de la permeabilidad eléctrica del dieléctrico)

Aplicaciones

Sintonización de frecuencia en receptores de radio y en la calibración de circuitos resonantes.

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Sensores de cinemática, posición y desplazamiento

transformador diferencial LVDT

Funcionamiento

Variación de la tensión de salida de un transformador en función del grado de penetración de un núcleo de hierro móvil entre las dos bobinas (variación de la permeabilidad magnética del núcleo)

Aplicaciones

Medición de desplazamiento en sistemas de control de posición y en la retroalimentación de posición en máquinas herramienta.

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Sensores de cinemática, posición y desplazamiento

Fotoeléctrico

Funcionamiento

Formación de una tensión V por efecto de la luz que incide sobre el material de unacélula fotoeléctrica

Aplicaciones

Detección de la presencia de objetos en líneas de ensamblaje y en sistemas de seguridad para detectar movimiento en puertas automáticas.

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Sensores de cinemática, posición y desplazamiento

Ultrasonidos

Funcionamiento

El sonido de alta frecuencia tiene la propiedad de reflejarse (rebotar) perfectamente en losobjetos sólidos.

Aplicaciones

Detección de obstáculos cercanos y en sistemas de medición de nivel de líquidos en tanques industriales.

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Sensores de cinemática, posición y desplazamiento

Final de carrera o microinterruptores

Funcionamiento

Interruptor o conmutador accionado mediante algún mecanismo de presencia (palanca, rodillo,etc…)

Aplicaciones

Puertas automáticas para detectar su apertura y en impresoras para detectar la posición del carro de impresión.

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Sensores de cinemática, presencia

Inductivos

Funcionamiento

Los detectores de proximidad inductivos se basan en el fenómeno de amortiguamiento(pérdidas) que se produce en un campo magnético oscilante de una bobina a causa de las corrientes inducidas (corrientes de Foucault) en materiales situados en las cercanías

Aplicaciones

Sistemas de control de acceso para detectar la presencia de vehículos en estacionamientos y en maquinaria industrial para detectar la posición de piezas metálicas en una línea de ensamblaje.

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Sensores de cinemática, presencia

Capacitivos

Funcionamiento

Variación de la capacidad de un condensador

Aplicaciones

Sistemas de control de nivel de líquidos en tanques y en sistemas de detección de objetos transparentes en líneas de producción.

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Sensores de cinemática, presencia

Barrera fotoeléctrica

Funcionamiento

Es un sensor fotoeléctrico en el que el emisor y el receptor están enfrentados. Cuando un objeto pasa entre ellos se interrumpe el haz de luz y se detecta su presencia

Aplicaciones

Detectar intrusos en perímetros y en maquinaria industrial para detectar la presencia de objetos en movimiento en líneas de ensamblaje.

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Sensores de cinemática, presencia

SENSORES DE Velocidad

Tipos

Capacitivos sin contacto

Encoders

Capacitivos con contacto

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Capacitivos sin contacto

Funcionamiento

Detector de proximidad capacitivo, inductivo o fotoeléctrico enfrentado a un objetogiratorio y unidos a un contador, que analiza cuántas señales se producen en un segundo y de ahí deducir la velocidad de giro.

Aplicaciones

Sistemas de detección de nivel de líquidos en recipientes sellados y en sistemas de control de posición en equipos médicos para evitar contacto directo con el paciente.

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Sensores de velocidad

Capacitivos con contacto

Funcionamiento

Carga y descarga de un condensador giratorio en corriente continua.

Aplicaciones

Pantallas táctiles de dispositivos electrónicos y en sistemas de control de posición en maquinaria industrial para detectar la presencia de objetos.

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Sensores de velocidad

encoders

Funcionamiento

Disco con ranuras o líneas de colores que gira frente a un fotosensor, generando un pulso por cada ranura o cambio de color detectado.

Aplicaciones

Sistemas de control de posición en máquinas CNC y en sistemas de navegación para determinar la dirección y distancia recorrida en vehículos autónomos.

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Sensores de velocidad

SENSORES Dinámicos

Tipos

PRESIÓN DE GASES Y LÍQUIDOS

• Manómetro de mercurio
• Tubo de Bourdon, fuelles y diafragmas

FUERZAS: CÉLULAS DE CARGA

• Galgas extensiométricas
• Piezoeléctricos
• Dinamómetros y balanzas
• Celdas de carga neumáticas e hidráulicas

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Galgas extensiométricas

Funcionamiento

Cambio en la resistencia eléctrica R de un metal por efecto del sometimiento al mismoa una fuerza mecánica.

Aplicaciones

Medición de esfuerzos y deformaciones en estructuras de ingeniería civil, como puentes y edificios, y en la monitorización de la tensión en componentes mecánicos de maquinaria industrial.

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Sensores dinámicos, fuerza: celulas de carga

Piezoeléctricos

Funcionamiento

Efecto piezoeléctrico, una red cristalina sometida a una tensión mecánica genera unadiferencia de potencial V en sus extremos (cuarzo, turmalina)

Aplicaciones

Detección de vibraciones en maquinaria industrial y en dispositivos médicos para la detección de presión arterial y la monitorización de la respiración.

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Sensores dinámicos, fuerza: celulas de carga

Dinamómetros y balanzas

Funcionamiento

Deformación de un resorte o la tensión de un material, ley de Hooke.

Aplicaciones

Sistemas de prueba de materiales para medir fuerzas de tracción y compresión, y en balanzas industriales para medir el peso de objetos.

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Sensores dinámicos, fuerza: celulas de carga

Celdas de carga neumáticas e hidráulicas

Funcionamiento

Se mide la presión del fluído mediante un manómetro el cual nos da una medida de la fuerza (se calculamultiplicando por la sección del cilindro)

Aplicaciones

Sistemas de pesaje industrial para medir la fuerza ejercida sobre ellas y en sistemas de control de presión en aplicaciones de automatización.

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Sensores dinámicos, fuerza: celulas de carga

Manómetro de mercurio

Funcionamiento

Presión equivalente al peso de la altura de una columna de mercurio

Aplicaciones

Laboratorios de metrología para medir presiones muy precisas y en sistemas de vacío en aplicaciones científicas y médicas.

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Sensores dinámicos, presión de gases y líquidos

Tubo de Bourdon, fuelles y diafragmas

Funcionamiento

En gases, transformación de la presión de un gas en volumen al expadirse

Aplicaciones

Los tubos de Bourdon se utilizan en instrumentos de medición de presión, los fuelles se emplean en sistemas de control de temperatura y los diafragmas se usan en sensores de presión en aplicaciones industriales y médicas.

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Sensores dinámicos, presión de gases y líquidos

SENSORES DE magnitudes de los líquidos

Tipos

Tubo Venturi

Ultrasonidos

Flotador

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Tubo Venturi

Funcionamiento

Transformación de la velocidad de un fluido en presión al reducir la sección de paso de unaconducción

Aplicaciones

Sistemas de medición de caudal de fluidos en aplicaciones industriales, como en la distribución de agua y en la monitorización de la velocidad del aire en conductos de ventilación.

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Sensores de magnitudes de los líquidos

Flotador

Funcionamiento

Flotación de los cuerpos al nivel del líquido

Aplicaciones

Sistemas de control de nivel en tanques de almacenamiento de líquidos y en sistemas de alcantarillado para regular el flujo de agua en función del nivel.

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Sensores de magnitudes de los líquidos

Ultrasonidos

Funcionamiento

Mismos principios de funcionamiento que el detector de posición por ultrasonidos.

Aplicaciones

Detectar obstáculos cercanos y en sistemas de medición de nivel de líquidos en tanques industriales.

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Sensores de magnitudes de los líquidos

SENSORES DE luz

Tipos

Fototransistores

LDR

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LDR

Funcionamiento

Gracias al sulfuro de cadmio que tieneesta propiedad, cuanta más luz recibe, menos resistencia tiene.

Aplicaciones

Sistemas de iluminación automática para ajustar el brillo de las luces según la intensidad de la luz ambiental y en sistemas de seguridad para detectar cambios en la luminosidad.

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Sensores de luz

Fototransistores

Funcionamiento

Funciona como un transistor solo que en lugar de activarse mediante una corriente de base, se activa mediante un haz de luz

Aplicaciones

Sistemas de detección de luz en aplicaciones como fotodetectores de infrarrojos para controles remotos y en sistemas de automatización industrial para detectar la presencia o ausencia de luz en líneas de producción.

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Sensores de luz