sábado, 24 de noviembre de 2012

2.1 Sensores y transductores

Sensores de proximidad por corrientes de Foucault


Cuando a un devanado se le aplica a una corriente se crea un campo magnético. Si próximo a este campo se encuentra un objeto metálico, en él me inducen corrientes de Foucault o parásitas. Estas corrientes parásitas a su vez generan campos magnéticos que afectan al campo magnético que lo origina.

Interruptor de proximidad inductivo


Este sensor esta formado por un devanado enrollado en un núcleo. Al aproximar el extremo del devanado a un objeto metálico, cambia la inductancia del primero. Este cambio puede monitorearse por el efecto que produce en un circuito resonante y sirve para activar un interruptor.

Codificadores ópticos



Un codificador es un dispositivo que produce una salida digital como resultado de un desplazamiento lineal o angular. Los codificadores de posición se clasifican en dos categorías: codificadores de incremento, los cuales detectan los cambios en la rotación a partir de una posición de datos y codificadores absolutos, que proporcionan la posición angular real. 

Un haz luminoso al atravesar las ranuras de un disco, es detectado por un sensor de luz, Cuando el disco gira, el sensor produce una salida de forma de pulsos; la cantidad de pulsos es proporcional al angulo que gira el disco.




Sensores neumáticos


Los sensores neumáticos utilizan aire comprimido, y el desplazamiento o la proximidad de un objeto se transforma en un cambio en la presión del aire. 

Un puerto en el frente del sensor deja salir aire a baja presión. Este aire, en ausencia de un objeto cercano, escapa y al hacerlo reduce la presión en el puerto de salida del sensor. Sin embargo, si hay un objeto cerca, el aire no escapa con facilidad y la presión aumenta en el puerto de salida.


Interruptores de proximidad


Existen diversas modalidades de interruptores que se activan por la presencia de un objeto y sirve como sensor de proximidad. 

Un microinterruptor es un pequeño interruptor eléctrico que requiere un contacto físico y una fuerza de acción para cerrar los contactos.
Un interruptor de lengüeta consta de dos contactos de un interruptor magnético que están en un tubo de vidrio. Cuando un imán se aproxima al interruptor, las lengüetas magnéticas se atraen y cierran así los contactos del interruptor. 
Los dispositivos fotosensibles se usan para detectar la presencia de un objeto opaco al interponerse éste entre el haz luminoso y el dispositivo. 

Tacogenerador


El tacogenerador sirve para medir la velocidad angular. Una de sus modalidades es el tacogenerador de reluctancia variable, el cual está formado por una rueda dentada de material ferromagnético unida a un eje giratorio. En un imán permanente se enrolla un devanado de captación; conforme gira la rueda, los dientes pasan por la bobina y el volumen de aire entre bobina y material ferromagnético varia. Se tiene un circuito magnético con un espacio de aire que cambia de manera periódica.


Sensores piroeléctricos


Los sensores piroeléctricos están formado por un cristal piroeléctrico polarizado cuyas caras tienen delgadas capas de metal como electrodos. Dado que el cristal está polarizado con superficies cargadas, los iones son atraídos por el aire que los rodea y por los electrones del circuito de medición conectado al sensor para equilibrar la carga superficial. El sensor piroeléctrico genera una carga cuando hay un cambio en su temperatura debido a la incidencia de radiación infrarroja.




Para detectar el movimiento de un ser humano o de otra fuente calorífica, el elemento sensor debe diferenciar entre la radiación calorífica general del ambiente y la que produce la fuente en movimiento. Lo anterior no se puede lograr con un solo sensor piroelectrico y por ello se utiliza un sensor piroeléctrico doble.



Indicador de presiones con deformímetro



Una modalidad muy común de transductor para medir fuerza se basa en el empleo de deformímetros de resistencia eléctrica para monitorear la deformación de cierto elemento cuando éste se estira, comprime o dobla por la aplicación de una fuerza. A este transductor se le conoce como indicador de presiones. Al aplicar fuerzas para comprimir el cilindro, los deformímetros producen un cambio de resistencia, el cual es la medida de la deformación y, por lo tanto, de las fuerzas aplicadas.



Sensores piezoelétricos


Cuando un material piezoeléctrico se estira o comprime genera cargas eléctricas; una de sus caras se carga en forma positiva y la cara opuesta en forma negativa. En consecuencia, se produce un voltaje. Los materiales piezoeléctricos son cristales iónicos que al estirarlos o comprimirlos producen una distribución de carga en el cristal que origina un desplazamiento neto de carga; una de las caras del material se carga positivamente y la otra negativamente.
Los sensores piezoeléctricos se usan para medir presión, fuerza y aceleración.



Sensor táctil


El sensor táctil o de tacto es una forma particular de sensor de presión. En una modalidad de sensor táctil se utiliza una capa de fluoruro de polivinilideno piezoeléctrico (PVDF). Se usan dos capas de la película separadas con una capa suave que transmite vibraciones. A la capa inferior de PVDF se le aplica un voltaje alterno que produce oscilaciones mecánicas en la película. La película intermedia transmite estas vibraciones a la capa superior.. Debido al efecto piezoeléctrico, estas vibraciones producen un voltaje alterno a través de la película superior.


Placa de orificio


La placa de orificio es un disco con un orificio en el centro que se coloca en un tubo a través del cual fluye un líquido. Se mide la diferencia de presiones entre un punto igual al diámetro del tubo corriente arriba y un punto igual a la mitad del diámetro corriente abajo.

Medidor de turbina


El medidor de flujo de turbina consta de un rotor con varios álaves y se coloca en medio de la tubería del flujo que interesa. Al fluir, el líquido hace que gire el rotor, y la velocidad angular es casi proporcional al gasto. El rango de velocidad del rotor se determina mediante un captador magnético.


Presión diferencial


La celda de presión diferencial determina la diferencia de presión entre el líquido que está en la base del recipiente y la presión atmosférica, suponiendo que el recipiente está abierto y recibe la presión atmosférica.

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