¿Que son los sensores mecánicos?

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República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria

 Universidad Politécnica Territorial Agro-Industrial del Estado Táchira 

San Cristóbal-Estado Táchira

Sensores

Autor:

 C.I: 30.201.243 William Ariza 

C.I: 28.640.163 Josgreyvin Ramirez

Trayecto: III

Sección: SKD3A 

Profesor:

 Freddy Hidalgo

San Cristóbal, Marzo del 2022

Introducción

Adentrándonos en el tema de los sensores se define que, en un proceso controlado, los sensores son los elementos que miden las distintas variables, indican los errores, recogen los estados y transmiten esta información al sistema de control de proceso. Las variables del proceso pueden ser: temperatura, presión, fuerza, longitud, ángulo de giro, nivel, caudal, entre otros, dependiendo de qué tipo de sensor se esté empleando se ha de determinar la variable a conseguir. La función de los sensores es convertir estas variables físicas en otras más fáciles de evaluar (generalmente en señales eléctricas).

Este se manifiesta en el entorno industrial, dentro de cualquier equipo electrónico automatizado o también dentro del área de la electro medicina se manifiestan en los equipos médicos, dependiendo del tipo de sensor se ha de desarrollar su  respectivo comportamiento dado que en un sistema de control automático el sensor es el que cierra el lazo de control y tiene como tarea captar, del proceso o maquina sobre la que ejerce control, la información de cómo se está comportando o realizando el trabajo esta información es transmitida al controlador que la usara para tomar la acción de control correspondiente.

Existen gran variedad de sensores con diferentes características y funcionamientos específicos que son utilizados en respectivas áreas para mayor eficacia en el trabajo, en lo cual, más adelante se estará explicando más a fondo algunos tipos de sensores, funcionamientos y sus más resaltantes características.

¿Que son los sensores mecánicos?

 en la clasificación de los tipos de sensores se encuentran los sensores de carácter mecánico, técnicamente son dispositivos que cambian su comportamiento bajo la acción de una magnitud física, las cuales pueden transmitir directa o indirectamente una señal de cambio; en lo que se refiere a cambios “directos”, se puede definir como la conversión de una forma de energía a otra denominada transductores, en caso de los “indirectos”, son propiedades como la resistencia, capacitancia o la inductancia.

 Los sensores mecánicos son utilizados para medir: Desplazamiento, posición, tensión, movimiento, presión, flujo. Estos son ocupados mayormente para medir el esfuerzo o deformación dando paso a la verificación de si un componente está sujeto o no a niveles de carga seguras, cuyos valores de esfuerzo se pueden determinar a partir de mediciones de deformación con principios básicos de la mecánica sólida. Existen dos tipos de funcionamiento los cuales se presentan en este tipo de sensor:

 Efecto piezoresistivo: convierte una tensión aplicada en un cambio en la resistencia que puede sentirse circuitos electrónicos tales como el puente de Wheatstone. El efecto piezoresistivo puede usarse en sensores que miden presión.

Efecto piezoeléctrico: convierte una tensión (fuerza) aplicada en una diferencia de potencial eléctrica. El efecto piezoeléctrico es reversible, así que un cambio en el voltaje también genera una fuerza y un cambio correspondiente en el espesor. En la industria, el principio piezoeléctrico puede utilizarse en sensores utilizados para medir presiones, fuerzas y control de las herramientas de las máquinas y medición de vibraciones.

Tipos de sensores

Dentro de esta clasificación se alberga tres tipos de sensores de notables como lo son el sensor tunneling, los capacitivos o sándwich y limitswitch.

Sensor tunneling: El efecto tunneling es un método extremadamente exacto para sentir desplazamientos a escala nanómetros. Pero su naturaleza altamente no lineal requiere el uso de control de retroalimentación para hacerlo útil.

Sensores capacitivos o sándwich: estos sensores tienen una lámina fija y otra móvil. Cuando una fuerza se aplica a la lámina móvil, el cambio en capacitancia origina un desplazamiento.

 Sensores limitswitch: más conocidos como sensores de final de carrera o sensor de contacto, son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil.

Clasificación de los sensores mecánicos

• El principio de funcionamiento de los sensores mecánicos es Pasivo.
• Según el tipo de señal eléctrica que genera se clasifican en los Análogos.
• Según el nivel de integración se clasifican en sensores discretos.
• Según el tipo de variable física medida se clasifican en sensores de desplazamiento, posición, tensión, movimiento, presión y flujo.
• La frecuencia máxima que puede ser utilizada con los sensores mecánicos es 100Hz, ya que cuando es mayor la lectura puede que no sea buena por la rapidez de la frecuencia.

 Este tipo de sensor presenta las siguientes ventajas de acuerdo a su aplicación; estos detectan la ausencia o presencia de elementos, No se equivocan en la medición si se trabaja a una frecuencia correcta y al tener contacto directo con el sensor la medida siempre es exacta. no obstante, también ejerce algunas desventajas, como, por ejemplo: tener contacto directo con los objetos a medir tienen desgaste en la pieza, poca resistencia a la oxidación, por estar al aire libre el clima puede afectarlo, son normalmente muy grandes, necesitan un espacio mayor frente a otros elementos sensoricos.

Su aplicación en el ámbito de la electromedicina se puede encontrar en las Bombas para medicación automatizada, las bombas de infusión juegan un papel importante en la medicación hospitalaria. Especialmente en las UCI (unidades de cuidados intensivos) los pacientes con enfermedades graves están bajo observación constante. Las bombas de medicación aseguran la medicación correcta en el momento adecuado y en la cantidad adecuada.

Las bombas de medicación más antiguas utilizan sensores de fin de carrera para la posición máxima y mínima. Las nuevas generaciones utilizan sensores de medición continua que ofrecen no sólo las posiciones finales si no también proporcionan información continua sobre la velocidad y la retroalimentación de la posición.

¿Qué es un Sensor Eléctrico?

Un sensor eléctrico es un dispositivo que transforma una cantidad física (temperatura, posición, intensidad de la luz, etc.) en una cantidad eléctrica (a menudo un voltaje) que luego puede integrarse en una cadena de procesamiento de señales.

Un sensor, también llamado detector, transductor o sonda, convierte los parámetros que no son eléctricos en información que se puede evaluar eléctricamente mediante tensiones y/o intensidades.

La curva de calibración del sensor es la curva que da la evolución de la cantidad eléctrica característica del sensor en función de la cantidad física a la que es sensible el sensor.

El sensor registra las cantidades físicas y las convierte con convertidores de algún tipo según la magnitud y que veremos más adelante, en un voltaje eléctrico, que el sensor establece en una relación fija con la cantidad recogida de entrada.

Por lo tanto, un sensor escala las señales para que puedan interpretarse para su procesamiento posterior.

Tipos de Sensores:

Los sensores se dividen en sensores mecánicos y no mecánicos.

El primer grupo incluye los de posición, inclinación, aproximación, vibración, fuerza y ​​presión.

Los sensores no mecánicos incluyen la temperatura y la luz sensores, sensores de campo magnético, sensores capacitivos, y sensores químicos.

La transformación o conversión de la magnitud física en eléctrica suele ser de 3 tipos:

- La conversión de una temperatura en un valor de resistencia eléctrica por medio de una resistencia térmica.

- La conversión de una intensidad de luz en corriente eléctrica mediante un fotodiodo.

- La conversión de presión mecánica en carga eléctrica por medio de un cristal piezoeléctrico.

Piezoeléctrico = Piezoelectricidad, efecto físico que da lugar a que ciertos cristales (como el cuarzo) adquieren polaridad eléctrica al ser sometidos a una presión mecánica.

También, se hace una distinción entre sensores cableados y sensores inalámbricos.

Además, los sensores pueden equiparse con su propia inteligencia, por ejemplo, con un microprocesador o con microsistemas.

El término sensor inteligente se utiliza en este contexto.

La forma más común de clasificarlos suele ser en función de la magnitud de entrada que detectan.

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