Programacion Sensores.

SENSORES

Es un dispositivo eléctrico y/o mecánico que convierte magnitudes físicas o químicas  (variables de instrumentación) en valores medibles de dicha magnitud (variables eléctricas). Las variables de instrumentación dependen del tipo de sensor y pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, pH, etc. Una magnitud eléctrica obtenida puede ser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad),una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como un fototransistor), etc.

Fases de realización de lectura de un sensor:

-El fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra en su salida una señal eléctrica dependiente del valor de la variable física.

- La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya salida es un voltaje.

- El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la tensión de salida, la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D transforma la señal de tensión continua en una señal discreta.

Clasificación de los Sensores en función de los datos de salida:

• Digitales
• Analógicos

Dependiendo del tipo de sensor, se conectara a una entrada digital o analógica.

Sensor digital: Nos pueden dar una señal digital simple con dos estados como una salida de contacto libre de tensión o una salida en bus digital. En caso que el sensor use comunicación por bus, deberemos usar algunos de los buses implementados o usar hardware adicional que nos proporcione un interfaz. Este tipo de sensores solo se activa cuando el sensor pasa de 0V a 5V o al revés, y cualquier valor entremedio de estos dos valores, lo redondeará a su valor más cercano

 Sensor analógico: Como salida, emite una señal comprendida entre un campo de valores que varían en el tiempo, y sin proporcionales a los valores que se están midiendo. Este tipo de sensores puede detectar pequeñas diferencias de voltaje en función de los cambios sufridos por las variables físicas medidas                        Ejemplo: Sensor ACS714 (sensor de efecto hall) que mide las corrientes eléctricas que pasan a través del chip y devuelve un valor en voltaje proporcional a la corriente que circula por el sensor.

Características de  los sensores

• Rango de medida: dominio en la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor.
• Precisión: es el error de medida máximo esperado.
• Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la variable de entrada es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset.
• Linealidad o correlación lineal.
• Sensibilidad de un sensor.
• Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede detectarse a la salida.
• Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto varíe la magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la magnitud de entrada.
• Derivas: son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales, como la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidación, desgaste, etc.) del sensor.
• Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.

Sensores Inductivos

Un sensor de proximidad inductiva puede detectar objetos metálicos que se acercan al sensor, sin tener contacto físico con los mismos. Los sensores de proximidad inductivos se clasifican más o menos en los siguientes tres tipos, de acuerdo con su principio de funcionamiento: el tipo de oscilación de alta frecuencia que utiliza la inducción electromagnética; el tipo magnético que emplea un imán; y el tipo de capacitancia que aprovecha los cambios en la capacidad eléctrica[pic 1]

Su funcionamiento más o menos es el siguiente:

Modificación de un campo magnético por presencia de objetos metálicos. Consiste en una bobina situada junto a un imán permanente. En condiciones estáticas no hay ningún movimiento en las líneas de flujo y no se induce ninguna corriente en la bobina. Cuando un objeto metálico penetra en el campo del imán o lo abandona, el cambio resultante en las líneas de flujo induce un impulso de corriente, cuya amplitud es proporcional a la velocidad del cambio del flujo. La forma de onda de la tensión a la salida de la bobina proporciona un medio para detectar la proximidad de un objeto. Se considera que este tipo de sensores  tiene dos estados(sin detección del metal, y metal detectado) y por ello en ocasiones se les denomina interruptores inductivos de proximidad.

El rango de detección depende del metal detectado, pero en general, no excede de los milímetros. Los metales como el hierro y el acero permiten rangos de medición más amplios. Sin embargo  metales como el aluminio y el  cobre  pueden reducir la distancia a un 60%.

Ventajas:

• Los sensores inductivos tienen la ventaja de que no necesitan contacto para detectar el objeto metálico.
• Pueden operar hasta tapados por otro material (como un embellecedor plástico, por ejemplo).
• Son sensores eficaces en ambientes industriales en presencia de suciedad y polvo.

Aplicaciones:

• Son ampliamente empleados en automatizaciones industriales para detectar la existencia de una pieza en una estación.                                                                      
• En construcción son empleados para detección de tuberías o clavos                                                      
• Son empleados en elevadores, detección de vehículos.
•  Finalmente, sensores similares, pero mucho más potentes, son empleados en arcos de seguridad o en aplicaciones militares como detección de minas.

Precio: Los sensores inductivos están disponibles en un amplio rango de precios. Dentro de los más baratos tenemos, por ejemplo, el LJ12A3-4-Z/BY que se encuentra en aproximadamente 2.10 euros ($50 pesos en moneda mexicana)

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