Sensores- Iván del Río Pérez

SENSORES

MANTENIMIENTO DE EQUIPOS DE ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

1º MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO

Alumno: Iván del Río Pérez

DNI: 47379855-Q

   

Índice

1.   Introducción

2.   Tipos de sensores:

- Galga extensiométrica

- Termopar

- Piezoeléctrico

- RTD

- Potenciómetro

- Efecto hall

3.   Conclusión

 

Introducción

            En la naturaleza existen diversidad de fenómenos, los cuales, en ciertos aspectos de la vida del ser humano, necesitamos medir para llevar a cabo diferentes tipos de procesos. Para ello se inventaron los sensores; unos dispositivos capaces de captar variaciones en estos fenómenos. Por ejemplo, una resistencia que varía su valor con el calor nos permitirá medir la temperatura.

            No existe una gran cantidad de diferentes tipos de sensores, pero sí existe el ingenio humano, gracias al cual podemos utilizar un sensor específico para muchos tipos de mediciones, como ejemplo podemos poner un potenciómetro: con él podemos medir tanto una posición angular como una posición lineal.

Normalmente tendremos que hacer un circuito de acondicionamiento, con el cual podemos tratar la señal que nos viene desde el sensor para lo que necesitemos que mida éste. También se pueden utilizar programas informáticos que nos permitan utilizar ecuaciones que nos permitan obtener mediciones que de otra forma serían imposibles de realizarse, un ejemplo de este tipo de programas es el Labview, de National Instruments.

Fig.1

            A continuación, hablaré de seis sensores diferentes; en qué se basa su funcionamiento y qué magnitudes pueden medir.

Tipos de sensores

Galga extensiométrica

            El funcionamiento de una galga viene dado por la geometría de la resistencia que la conforma:

Fig.2

            Al sufrir una deformación, el valor de la resistencia varía, lo cual nos permite conocer medidas de presión, carga, deformación, torque...

            Fig.3

            Es interesante saber que según el número de galgas que se conecten se puede eliminar el factor temperatura, ya que al ser conectadas mediante un puente de Wheastone, esta variable se ve eliminada, ya que una resta a la otra.

Termopar

            El termopar es una resistencia fabricada con dos tipos diferentes de metales, con electronegatividades bastante diferentes.

Fig.4

           

            Según vemos en la figura 4, el termopar necesita tener una junta a una temperatura conocida, la cual nos sirve de referencia para ambos metales, mientras que la junta de unión de ambos materiales nos sirve para conocer la temperatura a medir, ya que se crea una diferencia del potencial entre las líneas de entrada y salida.

 

Piezoeléctrico

            Este tipo de sensores están fabricados con cristales de diferentes materiales piezoeléctricos. Estos cristales son capaces de generar una diferencia de voltaje entre sus extremos al ser sometidos a alguna deformación.

Fig.5

           

            Los usos que puede recibir un sensor de este tipo son, por ejemplo, el de las pastillas de una guitarra eléctrica, medir la vibración en un objeto… Pero el uso más interesante puede ser en los motores, ya que nos permite controlar con gran precisión los tiempos de inyección y la cantidad de combustible a muy altas presiones.

 

RTD

            Debe su nombre a sus siglas en inglés Resistance Temperature Detector. Suelen ser lineales en cuanto a la medición de temperatura y su funcionamiento viene dado por la ecuación:

Fig.6

Estas resistencias pueden estar fabricadas por diferentes materiales lo cual variará su rango de funcionamiento, en la siguiente tabla podremos observar cómo es esta diferencia en la medición de temperaturas:

Fig.7

            Existen muchos más metales con los fabricar estos componentes, aunque en la figura 7 solo aparezcan tres. Se puede observar como las RTD de platino poseen una linealidad mayor que las otras, y como la de níquel no tiene un comportamiento lineal en los rangos de 0 a 400 grados centígrados.

Potenciómetro

            Los potenciómetros son unos componentes que poseen una gran utilidad. Pueden ser utilizados para equilibrar un divisor de tensión si necesitamos una gran precisión en las resistencias de un circuito, como también pueden ser utilizados como sensores.

Fig.8

Su funcionamiento se basa en un eje que varía la resistencia entre bornes del dispositivo y según el montaje que le demos, podremos medir con ellos posiciones tanto lineales como angulares, como también podríamos a llegar a medir velocidades e incluso aceleraciones gracias al circuito de acondicionamiento de la señal.

Efecto hall

                        Este tipo de sensor se basa en la medición de un campo magnético, el cual puede variar por diferentes causas: el paso de una corriente, la proximidad de un objeto capaz de cambiar ese campo…etc.

Fig.9

Con estos sensores podemos conocer muchas variables físicas: La posición de un objeto: hay o no hay objeto, a qué distancia está ese objeto, su velocidad. La presencia o variación de un campo magnético, de una corriente. 

 

Conclusión

            Como ya comenté en la introducción, es el ingenio humano lo que nos permite utilizar los sensores de diversas maneras, permitiendo medir gran cantidad de fenómenos físicos con no muchos tipos de estos dispositivos. Tanto la manera de ser conectados a un circuito, como los materiales utilizados para su fabricación o como el circuito de acondicionamiento serán los factores que nos permitan usarlos de tantas formas.