Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin SuperiorUniversidad Nacional Experimental de las Fuerzas ArmadasUnefa Ext. Guacara

Nombre: Josmar Mejias CI: 22514370

Guacara Noviembre 2015Introduccin

En el siguiente trabajo hace una resumida explicacin sobre sensores ya que es un elemento que tiene como tarea captar del proceso o maquinaria sobre la que ejerce el control, la informacin de cmo se est comportando o realizando el trabajo. Vamos a encontrar varios tipos de sensores y el uso del transductor que es elemental para que funcione el sensor. Asi mismo los sensores analogicos se requieren cuando el fenomeno a captar es variable del tiempo.

SENSOR Es un dispositivo capaz de detectar diferentes tipos de materiales, con el objetivo de mandar una seal y permitir que continu un proceso, o bien detectar un cambio; dependiendo del caso que ste sea. Es un dispositivo que a partir de la energa del medio, proporciona una seal de salida que es funcin de la magnitud que se pretende medir. Dentro de la seleccin de un sensor, se deben considerar diferentes factores, tales como: la forma de la carcasa, distancia operativa, datos elctricos y conexiones. De igual forma, existen otros dispositivos llamados transductores, que son elementos que cambian seales, para la mejor medicin de variables en un determinado fenmeno.CLASIFICACIN:- Activos: la magnitud fsica que se mide proporciona la energa necesaria para la generacin de la seal elctrica de salida. Ejemplos: termopares, sensores piezoelctricos...

- Pasivos: la magnitud fsica que se mide slo modifica alguno de los parmetros elctricos del sensor (resistencia, capacidad) y necesita una fuente de energa externa para generar la seal elctrica de salida. Ejemplos: galgas extensiomtricas, termoresistencias...

Otra forma de clasificarlos es segn el campo de valores que miden:

- Medida: detectan todos los valores posibles de la variable dentro de un determinado margen de valores.

- Todo- Nada: detectan si la magnitud a medir est por encima o por debajo de un determinado valor.

Transductor Es el dispositivo que transforma una magnitud fsica (mecnica, trmica, magntica, elctrica, ptica, etc.) en otra magnitud, normalmente elctrica. Un sensor es un transductor que se utiliza para medir una variable fsica de inters. Algunos de los sensores y transductores utilizados con ms frecuencia son los calibradores de tensin (utilizados para medir la fuerza y la presin), los termopares (temperaturas), los velocmetros (velocidad).Cualquier sensor o transductor necesita estar calibrado para ser til como dispositivos de medida. La calibracin es el procedimiento mediante el cual se establece la relacin entre la variable medida y la seal de salida convertida. Los transductores y los sensores pueden clasificarse en dos tipos bsicos, dependiendo de la forma de la seal convertida. Los dos tipos son: - Transductores analgicos. - Transductores digitales Los transductores analgicos: proporcionan una seal analgica continua, por ejemplo voltaje o corriente elctrica. Esta seal puede ser tomada como el valor de la variable fsica que se mide. Los transductores digitales producen una seal 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 seales digitales representan el valor de la variable medida. Los transductores digitales: suelen ofrecer la ventaja de ser ms compatibles con las computadoras digitales que los sensores analgicos en la automatizacin y en el control de procesos.

Principio de funcionamiento Todos los sensores utilizan uno o ms principios fsicos o qumicos para convertir una variable de entrada al tipo devariabledesalidams adecuado para el control o monitoreo de cada proceso particular. Estos principios o fenmenossemanifiestan en forma til en ciertos materiales o mediosypueden estarrelacionadoscon las propiedades del Material ensosudisposicingeomtrica.En el caso desensorescuyasalida esunaseal elctrica, la obtencin deestaltima implica generalmente el uso de untransductor primarioy, opcionalmente,uno o mstransductores secundario

La funcin deltransductorprimarioes convertir la magnitudfsica a medir en otra msfcil de manipular. Esta ltimano tiene que ser necesariamentede naturaleza elctrica. Por ejemplo, un bimetal,queesun dispositivo formadopor dos metales de distintoscoeficientes de dilatacin,es un tipo de transductor primarioporque convierte una variacinde temperaturaenun desplazamiento fsicoequivalente.Esteltimo puede ser utilizado para mover una agujaoaccionarun interruptor. Otros ejemplossonlos lostubosdeBourdon(presin),lostubos depitot(velocidaddeflujo),losrotmetros(caudal),losflotadores(nivel),lastermocuplas(temperatura), etc.

Eltransductor o transductores secundarios, cuandoson requeridos, actansobrelasalidadeltransductorprimarioparaproducirunasealelctricaequivalente. Una vezobtenida, esta ltima essometidaa unprocesodeacondicionamientoy amplificacinparaajustarla alasnecesidadesde la cargaexteriorode lacircuitera decontrolDescriptores estticos de un Sensor Los descriptores estticos definen el comportamiento en rgimen permanente del sensor: - Rango: valores mximos y mnimos para las variables de entrada y salida de un sensor. - Exactitud: la desviacin de la lectura de un sistema de medida respecto a una entrada conocida. El mayor error esperado entre las seales medida e ideal. - Repetitividad: la capacidad de reproducir una lectura con una precisin dada. - Reproducibilidad: tiene el mismo sentido que la repetitividad excepto que se utiliza cuando se toman medidas distintas bajo condiciones diferentes. - Resolucin: la cantidad de medida ms pequea que se pueda detectar. - Error: es la diferencia entre el valor medido y el valor real. - No linealidades: la desviacin de la medida de su valor real, supuesto que la respuesta del sensor es lineal. - No linealidades tpicas: saturacin, zona muerta e histresis. - Sensibilidad: es la razn de cambio de la salida frente a cambios en la entrada: s = V /x - Excitacin: es la cantidad de corriente o voltaje requerida para el funcionamiento del sensor. - Estabilidad: es una medida de la posibilidad de un sensor de mostrar la misma salida en un rango en que la entrada permanece constante.Tipos de sensoresDetectores de ultrasonidos: Los detectores de ultrasonidos resuelven los problemas de deteccin de objetos de prcticamente cualquier material. Trabajan en ambientes secos y polvorientos. Normalmente se usan para control de presencia/ausencia, distancia o rastreo.Interruptores bsicos: Se consiguen interruptores de tamao estndar, miniatura, subminiatura, hermticamente sellados y de alta temperatura. Los mecanismos de precisin se ofrecen con una amplia variedad de actuadores y caractersticas operativas. Estos interruptores son idneos para aplicaciones que requieran tamao reducido, poco peso, repetitividad y larga vida.Interruptores final de carrera: Descripcin: El microswitch es un conmutador de 2 posiciones con retorno a la posicin de reposo y viene con un botn o con una palanca de accionamiento, la cual tambin puede traer una ruedita.Funcionamiento: En estado de reposo la patita comn (COM) y la de contacto normal cerrado (NC), estn en contacto permanente hasta que la presin aplicada a la palanca del microswitch hace saltar la pequea platina acerada interior y entonces el contacto pasa de la posicin de normal cerrado a la de normal abierto (NO), se puede escuchar cuando el microswitch cambia de estado, porque se oye un pequeo clic, esto sucede casi al final del recorrido de la palanca.Interruptores manuales: Estos son los sensores ms bsicos, incluye pulsadores, llaves, selectores rotativos y conmutadores de enclavamiento. Estos productos ayudan al tcnico e ingeniero con ilimitadas opciones en tcnicas de actuacin y disposicin de componentes.

Productos encapsulados: Diseos robustos, de altas prestaciones y resistentes al entorno o hermticamente sellados. Esta seleccin incluye finales de carrera miniatura, interruptores bsicos estndar y miniatura, interruptores de palanca y pulsadores luminosos.Productos para fibra ptica: El grupo de fibra ptica est especializado en el diseo, desarrollo y fabricacin de componentes optoelectrnicos activos y submontajes para el mercado de la fibra ptica. Los productos para fibra ptica son compatibles con la mayora de los conectores y cables de fibra ptica multimodo estndar disponibles actualmente en la industria.Productos infrarrojos: La optoelectrnica es la integracin de los principios pticos y la electrnica de semiconductores. Los componentes optoelectrnicos son sensores fiables y econmicos. Se incluyen diodos emisores de infrarrojos (IREDs), sensores y montajes.Sensores para automocin: Se incluyen sensores de efecto Hall, de presin y de caudal de aire. Estos sensores son de alta tecnologa y constituyen soluciones flexibles a un bajo costo. Su flexibilidad y durabilidad hace que sean idneos para una amplia gama de aplicaciones de automocin.Sensores de caudal de aire: Los sensores de caudal de aire contienen una estructura de pelcula fina aislada trmicamente, que contiene elementos sensibles de temperatura y calor. La estructura de puente suministra una respuesta rpida 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 vlvula o desconectar una bomba. La seal 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 mquina.Sensores de efecto Hall: Son semiconductores y por su costo no estn muy difundidos pero en codificadores ("encoders") de servomecanismos se emplean mucho.Sensores de humedad: Los sensores de humedad relativa/temperatura y humedad relativa estn configurados con circuitos integrados que proporcionan una seal acondicionada. Estos sensores contienen un elemento sensible capacitivo en base de polmeros que interacciona con electrodos de platino. Estn calibrados por lser y tienen una intercambiabilidad de +5% HR, con un rendimiento estable y baja desviacin.Sensores de posicin de estado slido: Los sensores de posicin de estado slido, detectores de proximidad de metales y de corriente, se consiguen disponibles en varios tamaos y terminaciones. Estos sensores combinan fiabilidad, velocidad, durabilidad y compatibilidad con diversos circuitos electrnicos para aportar soluciones a las necesidades de aplicacin.Sensores de presin y fuerza: Los sensores de presin son pequeos, fiables y de bajo costo. Ofrecen una excelente repetitividad y una alta precisin y fiabilidad bajo condiciones ambientales variables. Adems, presentan unas caractersticas operativas constantes en todas las unidades y una intercambiabilidad sin recalibracin.Sensores de temperatura: Los sensores de temperatura se catalogan en dos series diferentes: TD y HEL/HRTS. Estos sensores consisten en una fina pelcula de resistencia variable con la temperatura (RTD) y estn calibrados por lser para una mayor precisin e intercambiabilidad. Las salidas lineales son estables y rpidas.Sensores de turbidez: Los sensores de turbidez aportan una informacin rpida y prctica de la cantidad relativa de slidos suspendidos en el agua u otros lquidos. La medicin de la conductividad da una medicin relativa de la concentracin inica de un lquido dado.Sensores magnticos: Los sensores magnticos se basan en la tecnologa magnetoresisitiva SSEC. Ofrecen una alta sensibilidad. Entre las aplicaciones se incluyen brjulas, control remoto de vehculos, deteccin de vehculos, realidad virtual, sensores de posicin, sistemas de seguridad e instrumentacin mdica.Sensores de presin: Los sensores de presin estn basados en tecnologa piezoresistiva, combinada con microcontroladores que proporcionan una alta precisin, independiente de la temperatura, y capacidad de comunicacin digital directa con PC. Las aplicaciones afines a estos productos incluyen instrumentos para aviacin, laboratorios, controles de quemadores y calderas, comprobacin de motores, tratamiento de aguas residuales y sistemas de frenado.Funcionamiento El principio de funcionamiento de un sensor de proximidad capacitivo: Est basado en la medicin de los cambios de capacitancia elctrica de un condensador en un circuito resonante RC, ante la aproximacin de cualquier material. Los sensores de proximidad inductivos y capacitivos estn basados en el uso de osciladores, en los que la amplitud de oscilacin vara al aproximar unobjeto .

Entre un electrodo "activo" y uno puesto a tierra, se crea un campo electrostticodisperso. Para contrarrestar las influencias que pueda ocasionar la humedad, se suele disponer un tercer electrodo que lo compense.

Sensores pticos de proximidad:Unsensor de proximidades un transductor que detecta objetos o seales que se encuentran cerca del elemento sensor. Emisor de luz por diodo LED + recepcin por un fotodiodo.

Los conos de luz formados enfocando la fuente y el detector en el mismo plano interceptan en un volumen largo. Este volumen define el campo de operacin del sensor, puesto que una superficie reflectora que intercepta ese volumen se ilumina por la fuente y es vista simultneamente por el receptor. Sensor con salida binaria: un objeto se detecta cuando se recibe una intensidad de luz superior a un umbral preestablecido. - Otra posibilidad ms sencilla:

Problemas: - Alineacin precisa. - Alta calidad del emisor: porque la energa se pierde con la distancia.Sensores Analgicos: Detectan no slo la presencia, sino tambin la fuerza ejercida Ej: compresin de un muelle en la zona de contacto. Esta constituido por una varilla accionada por un resorte mecnicamente enlazada con un eje giratorio, de tal manera que el desplazamiento de la varilla debida a una fuerza lateral da lugar a una rotacional proporcional al eje. Se mide la rotacin con un potencimetro, y conociendo la constante del resorte se conoce la fuerza correspondiente a un desplazamiento dado: F = k*x

Sensores de velocidad: - Una posibilidad es derivar la posicin. - Taco generador: proporciona una tensin proporcional a la velocidad de giro del eje. Utiliza un interruptor llamado reed switch, que utiliza fuerzas magnticas para activarse o no dependiendo si un objeto magntico se encuentra fsicamente cercano al interruptor. Se desea medir la velocidad de giro de una rueda dentada, se dispone de uno de los dientes magnetizados de forma que cada vez que ste diente pase junto al interruptor ser accionado por la fuerza magntica. As por cada vuelta descrita por la rueda, el interruptor se activa y en su salida se obtiene un pulso de corriente. Midiendo estos pulsos de corriente (nmero de vueltas) por unidad de tiempo => velocidad.

ConclusinEs necesaria la Clasificacin de Patrones para acotar o a veces limitar datos generados por un sensor. De esta forma los sensores pueden ser utilizados en varios dominios incluyendo las artes y las ciencias. Esto se logra por medio de un ordenamiento de datos tomando muestras que hacen sentido y descartando las redundantes o las que son error. Es de gran utilidad conocer los varios tipos de sensores y sus caractersticas para disear sistemas de clasificacin y reconocimiento de patrones para que operen dentro de las normas y restricciones del mecanismo en el que se est trabajando.