Servidores

Sensores

Introducción

En este ensayo podrán encontrar acerca de los tipos de los sensores más comunes, ya que hoy un censor lo podemos encontrar en la mayoría de los casos ensamblado en diferentes dispositivos electrónicos. Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas, químicas, biológicas etc., en llamadas variables de instrumentación, en magnitudes eléctricas.

Las variables de instrumentación pueden ser: temperatura, distancia, aceleración, inclinación, presión, óptica, fuerza etc.

La magnitud eléctrica puede ser la resistencia eléctrica.

Nos basamos a los sensores ópticos, de temperatura, presión y proximidad definiendo su principal funcionamiento características, tipos y en algunos casos su modo de comunicación.

Desarrollo

Sensor Óptico

Los sensores ópticos basan su funcionamiento en la emisión de un haz de luz que es interrumpido o reflejado por el objeto a detectar. Tienen mucha aplicación en el ámbito industrial y son ampliamente utilizados. Se componen de dos elementos principales, un sensor y un emisor de luz, pudiendo estar este último integrado dentro del sensor o estar situado fuera.

Las partes de los sensores ópticos se conforman de

• Fuente: origina un haz de luz luminoso, usualmente son LED, ya que pueden tener un amplio rango en el espectro (incluyendo luz visible e infrarroja).

• Receptor: recibe un haz luminoso de la fuente. Usualmente es un fotodiodo este debe de estar acoplado espectralmente con el emisor esto significa que el detector debe permitir mayor circulación de corriente cuando la longitud de onda recibida sea igual ala del el LED en el emisor.

• Lentes: dirige el haz de luz tanto en el emisor con en el receptor para restringir el campo de visión, y es lo hace aumentar la distancia de detección.

• Circuitos de salida. Existen salidas discretas o digitales (NPN o PNP, TRIAC MOSFET), y analógicas y seriales

Tipos de sensores ópticos

Fotorresistencias (LDR): son muy útiles en robótica para regular el movimiento de los robots y detener su movimiento cuando van a tropezar con un obstáculo o bien disparar alguna alarma. También sirven para regular la iluminación artificial en función de la luz natural.

Ultrasonidos (sensor de distancia): emiten una onda de sonido y una vez que rebota sobre un objeto se puede determinar la distancia a la que este se encuentra una vez que se calcula el tiempo en ir y volver de la onda.

Ttotal=Tenvio+Tretorno

• Rangos de 0.15[m] a 20[m]

• Poca precisión

o Depende de condiciones ambientales.

o Incertidumbre de la procedencia del eco.

Infrarrojo: Este tipo de sensores son de gran uso ya que envía emita un haz de luz y el rebote permite determinar una relación de distancia, esta varía entre 0 [cm] a 150 [cm]. Algunas desventajas son que depende de las condiciones ambientales y del color de los elementos.

A continuación se muestra una gama de distintos infrarrojos con sus especificaciones.

Visión 3D: Es de gran interés realizar aplicaciones de visión estéreo para determinar distancias mediante la obtención de dos imágenes, en forma similar que la capturada por los ser humanos donde la separación entre los ojos, o bien, cámaras y mediante la detección de puntos en común se puede conocer la relación de distancia entre los objetos y el robot. Como motivación, para los seres humanos uno de los factores que generan la sensación de profundidad se puede observar en las cámaras estéreos que mostraban capturan dos imagen una por cada ojo y luego se proyectan un visor especial donde se puede ver este efecto.

Sensor de Temperatura

La principal aplicación de los sensores térmicos es, de forma lógica, la regulación de sistemas de calefacción y aire acondicionado, además de las alarmas de protección contra incendios.

Se trata de resistencias cuyo valor asciende con la temperatura (termistor PTC) o bien disminuye con la temperatura (termistor NTC).

Por lo tanto, depende de la temperatura que el termistor permita o no el paso de la corriente por el circuito de control del sistema.

El símbolo y la apariencia de unos termistores:

Tipos de sensor de Temperatura

Sensor termocuplas

Las termocuplas son los sensores de temperatura eléctricos más utilizados en la industria. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo, al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño, del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura. Este sería un esquema de ejemplo de una termocupla cualquiera.

Estos dispositivos suelen ir encapsulados en vainas, para protegerlos de las condiciones extremas en ocasiones del proceso industrial que tratan de ayudar a controlar, por ejemplo suele utilizarse acero inoxidable para la vaina, de manera que en un extremo está la unión y en el otro el terminal eléctrico de los cables, protegido adentro de una caja redonda de aluminio ( cabezal).

Esquema de conexión de cable compensado y termocupla

Sensores termistores

Aunque no son lineales son mucho más sensibles, compuestos de una mezcla sintetizada de óxidos metálicos, el termistor es esencialmente un semiconductor que se comporta como un "resistor térmico".

Sirven para la medición o detección de temperatura tanto en gases, como en líquidos o sólidos. A causa de su muy pequeño tamaño, se los encuentra normalmente montados en sondas o alojamientos especiales que pueden ser específicamente diseñados para posicionarlos y protegerlos adecuadamente cualquiera sea el medio donde tengan que trabajar.

Las configuraciones constructivas del termistor de uso más común son los glóbulos, las sondas y los discos

Termómetros Infrarrojos

Pueden medir la temperatura de un objeto sin tocarlo. Hay muchos casos en los que la medida de temperatura sin contacto es crítica: cuando el objeto medido es pequeño, movible o inaccesible; para procesos dinámicos que requieren respuesta rápida; o para temperaturas >1000°C

Termorresistencia

Trabaja según el principio de que en la medida que varía la temperatura, su resistencia se modifica, y la magnitud de esta modificación puede relacionarse con la variación de

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