Sensores y Actuadores
•Sensores: clasificación y características generales. •Sensores de proximidad. •Otros sensores: •de temperatura. •de nivel. •Clasificación de accionamientos
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Definiciones (DRAE)
determinada acción externa, temperatura, presión, etc., y la trasmite adecuadamente. Transductor: Dispositivo que transforma el efecto de una causa física, como la presión, la temperatura,la dilatación, la humedad, etc., en otro tipo de señal, normalmente eléctrica.
Sensor: Dispositivo que detecta una
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Estructura de un transductor
Captación Tratamiento señal Alimentación
Fenómeno físico Sensor Filtro Amplificador
Salida
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Curva de calibración
También llamada curva característica. Relaciona la variable medida y la señal generada Se puede obtener aplicando unaserie de entradas físicas conocidas y almacenando la respuesta del sistema.
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Curvas características de Termopares
(fuente: OMEGA Engineering, Inc.)
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Clasificaciones
Según el tipo de señal de salida:
Analógicos. Dan como salida un valor de tensión o corriente variables en forma continua dentro del campo de medida. Digitales. Dan como salida una señal en forma de una palabradigital. Todo-nada. Indican cuándo la variable detectada rebasa un cierto umbral.
Según la magnitud física a detectar:
Posición, velocidad, fuerza y par, presión, caudal, proximidad, etc.
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Ejemplos
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Características generales
Estáticas
Campo de medida (range) Resolución (discrimination) Exactitud (accuracy) Precisión Linealidad Sensibilidad Ruido Histéresis
Dinámicas
Velocidadde respuesta Respuesta frecuencial Estabilidad
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Características estáticas
Campo de medida: Rango de valores de la magnitud de entrada comprendido entre el máximo y el mínimo detectables por un sensor, con una tolerancia de error aceptable Resolución: Mínima diferencia entre dos valores próximos que el sensor es capaz de distinguir
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Características estáticas (II)
Sensibilidad:Variación de la salida producida por una variación de entrada. Pendiente de la curva de calibración. Cuanto mayor, mejor. Linealidad: Cercanía de la curva característica a una recta especificada. Linealidad equivale a sensibilidad cte.
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Características estáticas (III)
Saturación: No linealidad producida por disminución de sensibilidad típicamente al principio o al final del rango. Histéresis:Diferencia entre valores de salida correspondientes a la misma entrada, según la trayectoria seguida por el sensor.
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Características estáticas (IV)
Exactitud: diferencia entre la salida real y el valor teórico de dicha salida (valor verdadero). Se suele dar en valor absoluto o relativo. Precisión: capacidad de obtener la misma salida cuando se realizan varias lecturas de la misma entraday en las mismas condiciones. Tb. repetibilidad. Estima la desviación de las medidas.
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Características dinámicas
La mayor parte de los sensores tienen un comportamiento dinámico asimilable a un sistema de primer o segundo orden. Velocidad de respuesta: capacidad para que la señal de salida siga sin retraso las variaciones de la señal de entrada. Respuesta frecuencial: Relación entre lasensibilidad y la frecuencia cuando la entrada es una excitación senoidal. Representación mediante un gráfico de Bode. Estabilidad: Desviación de salida del sensor al variar ciertos parámetros exteriores distintos del que se pretende medir.
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Características dinámicas (II)
Algunos de los parámetros más relevantes empleados en la definición de la velocidad de respuesta son:
Tiempo de retardo:tiempo transcurrido desde la aplicación de un escalón de entrada hasta que la salida alcanza el 10% de su valor permanente. Tiempo de subida: tiempo transcurrido desde que la salida alcanza el 10% de su valor permanente hasta que llega por primera vez al 90% de dicho valor. Tiempo de establecimiento: tiempo transcurrido desde la aplicación de un escalón de entrada hasta que la salida alcanza el…