Sensores

MANTENIMIENTO DE EQUIPOS DE ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

1º MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO

Óscar Sánchez Botana

Tipos de sensores:

1. Encoder
2. Giróscopo
3. Acelerometro
4. Turbina
5. Piel artificial
6. Sensor final de carrera

1. Encoder(Posicion lineal y angular):

El encoder o codificador rotatorio es un dispositivo electromecánico usado para convertir la posición angular de un eje a código digital que lo convierte en un transductor de posicion lineal y angular. Hay dos tipos: Absoluto y relativo.
Se usan en robotica, lentes fotograficas, dispositivos de entrada de ordenador y plataformas de radar rotatorias. 

El absoluto produce un código digital único para cada ángulo distinto del eje.

Se codifica con código Gray--> 

El relativo se usa por el tamaño del disco al ser mas pequeño es incomodo usar el absoluto. Tiene una gran cantidad de líneas de la parte radial. El interruptor óptico genera un pulso eléctrico cada vez que una de las líneas pase a través de su campo visual. Un circuito de control electrónico cuenta los pulsos para determinar el ángulo con el cual el eje da vuelta.

2. Giróscopo(Velocidad lineal y angular):

Sirve para medir, mantener o cambiar la orientación en el espacio de algún aparato o vehículo.

Está formado por un cuerpo con simetría de rotación que gira alrededor del eje de dicha simetría. Cuando el giróscopo se somete a un momento de fuerza que tiende a cambiar la orientación de su eje de rotación, tiene un comportamiento aparentemente paradójico, ya que cambia de orientación  girando respecto de un tercer eje. Si está montado sobre un soporte que minimiza cualquier momento angular externo, o si gira libre en el espacio, el giróscopo conserva la orientación de su eje de rotación ante fuerzas externas; se desvía mucho menos, y en una dirección diferente.

Hay varios diferentes giroscopos: Girocompás, Giroscopio de control de momento, Giróscopo cuántico, Giróscopo de estructura vibrante, Giróscopo de fibra óptica y Giroteodolito.

3. Acelerometro(Aceleracion):

Ejemplo de acelerometro mecanico

Es un instrumento para medir aceleraciones.Esto no es necesariamente la misma que la aceleración de coordenadas (cambio de la velocidad del dispositivo en el espacio), sino que es el tipo de aceleración asociada con el fenómeno de peso experimentado por una masa de prueba que se encuentra en el marco de referencia del dispositivo.Hay varios aceleremetros diferentes que miden diferentes aceleraciones de forma diferente: acelerometro mecánico, piezoelectrico de efecto Hall y de condensador.

Los acelerómetros son utilizados en varios campos como:

Científico: Mediciones de laboratorio, test de la posición de un cuerpo y otros.

Investigación medicina: Análisis de movimientos de pacientes en silla de ruedas o de personas con capacidad de movimiento reducido.

Investigación biología: La interpretación de patrones en los movimientos de animales.

Tecnología: Tomar cambios en la posición de un dispositivo para generar una respuesta al usuario o realizar una actividad.(Ejemplo: En teléfonos inteligentes, al cambiar de sentido la posición del teléfono la disposición de la pantalla varia de vertical a horizontal y viceversa.)

4. Turbina(Caudal):

Son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y éste le entrega su energía a través de un rodete con paletas. La turbina es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice.

Hay varios tipos de turbinas: Hidráulicas, térmicas, eólicas y submarina.

Hidráulicas: Su fluido de trabajo no sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por las turbinas de agua, que son las más comunes, pero igual se pueden modelar como turbinas hidráulicas a los molinos de viento o aerogeneradores. Aquí hay dos tipos de acción y de reacción. 

Térmicas: Son aquéllas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por la máquina. Se suelen clasificar en dos subconjuntos distintos debido a sus diferencias fundamentales de diseño: Vapor y gas. También al hablar de turbinas térmicas, suele hablarse de los siguientes subgrupos: Acción y reacción. Por turbinas de presión: Alta presión, media presión y baja presión. 

Eólicas: es un mecanismo que transforma la energía del viento en otra forma de energía útil como mecánica o eléctrica.

Submarina: Es un dispositivo mecánico que convierte la energía de las corrientes submarinas en energía eléctrica. Aprovecha la energía cinética de las corrientes submarinas, fijando al fondo submarino turbinas montadas sobre torres prefabricadas para que puedan rotar en busca de las corrientes submarinas.

5. Piel artificial(Sensores tactiles):

Es un dispositivo electrónico delgado e inalámbrico que ha sido desarrollado como alternativa a los actuales sensores en medicina que son poco prácticos por ser más voluminosos. Dado que los sistemas electrónicos epidérmicos pueden monitorizar diversas características fisiológicas. 

Al ser delgado, inalámbrico, ligero, flexible y adherirse a la piel como una película, un sistema electrónico epidérmico es fisiológicamente invisible para la persona que lo usa. Además, dependiendo de su ubicación, puede captar señales del cerebro, el corazón, la actividad del tejido muscular, o la voz. Su consumo energético es tan bajo que pueden abastecerse usando celdas solares o captando radiación electromagnética del ambiente.

6. Sensor final de carrera(Sensor final de carrera):

Son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido o de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito.

Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, lo que da una gran variedad de finales de carrera.

Existen varios modelos: Honeywell de seguridad, Fin de carrera para entornos peligrosos, set crews.