SENSORES

SENSORES

1. Sensores de velocidad, posición y aceleración

   • Encoder
     • Los elementos sensores más utilizados para la medición de sistemas rotacionales son los encoders, también conocidos como tacómetros o codificadores de posición. Un encoder es un elemento capaz de convertir el movimiento, ya sea rotacional o lineal, a una señal digital equivalente.
   • Tacogeneradores
     • Un tacogenerador es un dispositivo que sirve como transductor entre la velocidad de un eje y un voltaje proporcional. La principal diferencia de este tipo de sensor con los encoders radica en su principio de funcionamiento, ya que este se basa en el principio de transducción de reluctancia variable, además de que un tacogenerador entrega una salida de voltaje analógica.
   • Potenciómetros
     • Un potenciómetro es un transductor entre la posición de un objeto, ya sea lineal o angular, y un cambio de resistencia. Constan de tres terminales, una en cada extremo del material, y una tercera terminal que recorre el cuerpo del elemento resistivo, de tal manera que la resistencia entre la terminal móvil y cada una de las terminales fijas varía cuando el elemento móvil cambia de posición; así, cuando una resistencia disminuye, la otra necesariamente aumenta.
   • Transformador diferencial de variación lineal (LVDT)
     • Un transformador diferencial de variación lineal basado en el principio de transducción de inductancia variable. Estos sensores están diseñados para medir desplazamiento lineal y tienen la ventaja de una resolución infinita, además de que son sensores sumamente confiables y robustos.
   • Acelerómetros
     • Este tipo de sensores es ampliamente utilizado para determinar tanto la inclinación de un objeto como su vibración, cuando se utiliza en configuración estática. Para el caso de aplicaciones dinámicas, estos sensores se usan para determinar la aceleración traslacional en un sistema de ingeniería.
   • Giroscopios
     • Los giroscopios son un tipo de sensor inercial que permite relacionar la rotación relativa con un voltaje. Estos sensores, a pesar de ser excitados por una fuerza inercial, aprovechan los efectos de las fuerzas de Coriolis presentes en un movimiento rotacional..
   • Compás (magnetómetros)
     • Un sensor compás está compuesto de un magnetómetro y un acelerómetro dispuestos en un solo chip. En la mayoría de los casos, este tipo de sensor entrega los valores de aceleración y campo magnético percibidos de manera digital.

2. Sensores de nivel y proximidad

   • Resistivos
     • Los potenciómetros constan de tres terminales, una en cada extremo del material resistivo y una que recorre el cuerpo del elemento resistivo, de tal manera que la resistencia entre la terminal móvil y cada una de las terminales fijas varía cuando cambia de posición el elemento móvil.
   • Ultrasónicos
     • Los sensores ultrasónicos son muy utilizados en sistemas de medición no invasivos para determinar la distancia del emisor a un objeto dado. Las principales ventajas de este tipo de sensado es que al ser una medición no invasiva, es decir, que no requiere contacto alguno para realizar la medida, la variedad de objetos que es posible medir es muy amplia.
   • Ópticos
     • Los medidores de proximidad ópticos constan de dos elementos principales:1) emisor de luz infrarroja y 2) elemento fotosensible, conocido como receptor. La configuración más utilizada para medir proximidad con este tipo de sensores se conoce como configuración de foco fijo, donde la intensidad de la señal registrada en el receptor depende de la proximidad del objeto al emisor.
   • Capacitivos.
     • Estos sensores se caracterizan por generar un campo electrostático, Un sensor de proximidad capacitivo está formado por dos electrodos en forma de discos concéntricos. Cuando un objeto se aproxima al sensor e interactúa con el campo electrostático formado entre estos, cambia la capacitancia equivalente del circuito. Este cambio de capacitancia produce un cambio de estado en el sensor, activando un circuito oscilador, el cual, a su vez, dispara el circuito activador, lo que produce a la salida un cambio de estado bajo a estado alto.
   • Inductivos
     • Los detectores de proximidad inductivos transversales se basan en el principio de que la inductancia de una bobina cambia en forma considerable en presencia de un conductor. En general, la bobina se coloca como parte de un circuito de puente. La presencia del conductor cerca de la bobina tiene la tarea de sacar de balance al circuito puente del que forma parte la bobina. El cambio suele utilizarse para operar un circuito de cambio de estado bajo a estado alto.

3. Sensores de color, luz y visión

   • Sensores infrarrojos, el fotodiodo y el fototransistor
     • Este sistema de medición es muy utilizado con los llamados encoders, en los que el emisor de luz infrarroja y el elemento fotosensible (ya sea fotodiodo o fototransistor) se encargan de detectar el cambio de posición de un disco ranurado en secciones opacas y transparentes; asimismo, también son muy utilizados en sensores de presencia, como auxiliares de contadores en líneas de producción, cronómetros, etcétera.
   • LDR o fotorresistencias
     • Es un elemento resistivo cuya característica principal es que la magnitud de su resistencia, Rp, es una función de la luz incidente. Una fotorresistencia es un transductor entre la luz incidente en este y la resistencia eléctrica que presenta a la salida..

4. Sensores de fuerza, torque y deformación

   • Sensores piezoresistivos
     • El principio piezoresistivo es muy utilizado para realizar mediciones de fuerza y deformación. Distintos tipos de sensores usan este principio para lograr la transducción de fuerza o deformación a una señal eléctrica.
   • Sensores piezoeléctricos
     • La naturaleza del fenómeno piezoeléctrico hace posible el uso de dichos materiales en sensores de fuerza y torque. Los sensores de fuerza y torque piezoeléctricos tienen la ventaja de ser más compactos que los piezoresistivos; además, su sensitividad es independiente del volumen, ya que depende principalmente del material que se utilice..

5. Sensores de temperatura y humedad

   • Sensores de humedad
     • La humedad está relacionada con las moléculas de agua que pueden encontrarse en alguna sustancia; por tanto, su magnitud está directamente asociada con el número de moléculas de agua absorbidas en dicha sustancia. Esta capacidad de absorción que tienen algunos materiales, sustancias u organismos puede alterar sus propiedades físicas, químicas y biológicas, de ahí la importancia de los sensores de humedad.
   • Termistor
     • El termistor es básicamente una resistencia construida a base de material semiconductor que es sensitivo a los diferentes niveles de temperatura y varía su valor resistivo en función de los cambios de la energía térmica.
   • Termopar o termocupla
     • Consiste básicamente en un par de conductores los cuales tienen diferentes propiedades; en general, estos conductores son metálicos y se encuentran unidos entre sí formando un bucle o circuito, donde dichas uniones están sometidas a diferentes temperaturas. En estas circunstancias se genera una corriente eléctrica a través del circuito (fenómeno descubierto por Thomas Seebeck).
   • Sensor de temperatura resistivo (RTD)
     • El sensor de temperatura resistivo (RTD, por sus siglas en inglés), opera de acuerdo con el principio de los cambios en la resistencia eléctrica de los metales puros; es decir, a un aumento de la temperatura existe un incremento gradual de la resistencia eléctrica.

6. Sensores de flujo y presión

   • Sensores de presión
     • Un sensor de presión es un transductor, en general de voltaje, entre la fuerza aplicada en un área determinada y una señal eléctrica. los sensores de presión, en general, cuentan con diafragma, el cual es el área efectiva en la que se mide la fuerza ejercida. De esta manera, es posible determinar la fuerza por unidad de área.
   • Sensores de flujo
     • La detección del flujo de un líquido o gas se puede realizar de tres formas distintas. Una es la medición vectorial, en la cual la velocidad y dirección del fluido deben ser detectados; un segundo tipo de medición es la detección del flujo volumétrico, y el tercer tipo de medición es la de flujo másico.

7. Otros sensores

   • Sensores de corriente
     • Un sensor de corriente es un transductor entre la variación de corriente eléctrica y un cambio de voltaje proporcional.
   • Sensores de pH
     • Un sensor de pH es un transductor entre la acidez de una solución y una señal eléctrica. Estos sensores son muy usados en la industria, debido a que es imprescindible controlar el pH de las sustancias usadas en procesos químicos.
   • Biosensores
     • Un biosensor es un elemento sensitivo a elementos biológicos como enzimas, anticuerpos, ácidos nucleicos, microorganismos, organelos, células receptoras, etcétera. Un biosensor tiene la característica principal de requerir contacto íntimo entre el material biológico a medir y el transductor utilizado.
   • Sensores de gas
     • Los sensores de gas son transductores entre una reacción química de un determinado gas y una resistencia de óxido semiconductor y el cambio de resistividad del material con el cual ocurre la reacción.