INSTITUTO TECNOLOGICO DE MATAMOROS

Asignatura:INSTRUMENTACION INDUSTRIALTema:TRANDUCTORES Y SENSORES Integrantes:EDUARDO OMAR SANCHEZ CASTROSENSORES Y TRANSDUCTORES

Introduccin En un sistema de manufactura flexible, es de vital importancia que los dispositivos que actan como elementos integradores del mismo, ofrezcan un nivel de seguridad que permita garantizar el desarrollo completo del proceso en ejecucin.En industrias tales como las alimenticias, refresqueras, manufactureras, comerciales, extractivas, de igual forma en lugares como museos, bancos, entre otros.En este sentido, resulta favorable la inclusin de algunos sensores, en los manipuladores robot, que hacen parte del Sistema de Manufactura Flexible en el Centro de Automatizacin de Procesos CAP.Como sabemos un sensor es un dispositivo capaz de detectar diferentes tipos de materiales, con el objetivo de mandar una seal y permitir que contine un proceso, o bien detectar un robo; dependiendo del caso que ste sea.Dentro de la seleccin de un sensor, se deben considerar diferentes factores, tales como: la forma de la carcasa, distancia operativa, datos elctricos y conexiones.De igual forma, existen otros dispositivos llamados transductores, que son elementos que cambian seales, para la mejor medicin de variables en un determinado fenmeno.

Un transductor es un dispositivo que transforma un tipo de variable fsica (por ejemplo, fuerza, presin, temperatura, velocidad, etc.) en otro.Un sensor es un transductor que se utiliza para medir una variable fsica de inters. Algunos de los sensores y transductores utilizados con ms frecuencia son los calibradores de tensin (utilizados para medir la fuerza y la presin), los termopares (temperaturas), los velocmetros (velocidad).Cualquier sensor o transductor necesita esta calibrado para ser til como dispositivos de medida. La calibracin es el procedimiento mediante el cual se establece la relacin entre la variable medida y la seal de salida convertida.

Un sensor o captador, como prefiera llamrsele, no es ms que un dispositivo diseado para recibir informacin de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente elctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular. Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilizacin de componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc... todos aquellos componentes que varan su magnitud en funcin de alguna variable), y la utilizacin de componentes activos. Pero el tema constructivo de los captadores lo dejaremos a un lado, ya que no es el tema que nos ocupa, ms adelante incluiremos en el WEB SITE algn diseo en particular de algn tipo de sensor. Tipos de traductoresLos dos tipos son: Transductores analgicos Transductores digitalesLos transductores analgicos proporcionan una seal analgica continua, por ejemplo voltaje o corriente elctrica. Esta seal puede ser tomada como el valor de la variable fsica que se mide.

Los transductores digitales producen una seal de salida digital, en la forma de un conjunto de bits de estado en paralelo o formando una serie de pulsaciones que pueden ser contadas. En una u otra forma, las seales digitales representan el valor de la variable medida. Los transductores digitales suelen ofrecer la ventaja de ser ms compatibles con las computadoras digitales que los sensores analgicos en la automatizacin y en el control de procesos.

Caractersticas deseables de los transductores

ExactitudLa exactitud de la medicin debe ser tan alta como fuese posible. Se entiende por exactitud que le valor verdadero de la variable se pueda detectar sin errores sistemticos positivos o negativos en la medicin. Sobre varias mediciones de la variable, el promedio de error entre el valor real y el valor detectado tendera a ser cero.

PrecisinLa precisin de la medicin debe ser tan alta como fuese posible. La precisin significa que existe o no una pequea variacin aleatoria en la medicin de la variable. La dispersin en los valores de una serie de mediciones ser mnima.

Rango de funcionamientoEl sensor debe tener un amplio rango de funcionamiento y debe ser exacto y preciso en todo el rango.

Velocidad de respuestaEl transductor debe ser capaz de responder a los cambios de la variable detectada en un tiempo mnimo. Lo ideal sera una respuesta instantnea.

CalibracinEl sensor debe ser fcil de calibrar. El tiempo y los procedimientos necesarios para llevar a cabo el proceso de calibracin deben ser mnimos. Adems, el sensor no debe necesitar una re calibracin frecuente. El trmino desviacin se aplica con frecuencia para indicar la prdida gradual de exactitud del sensor que se produce con el tiempo y el uso, lo cual hace necesaria su re calibracin.

FiabilidadEl sensor debe tener una alta fiabilidad. No debe estar sujeto a fallos frecuentes durante el funcionamiento.

Algunos ejemplos de los tipos de sensores: Resistivos Inductivos Capacitivos Magnticos

Resistivos Estos transductores operan bajo el principio de que un cambio en la presin produce un cambio en la resistencia del elemento sensor. Estn constituidos por un elemento elstico (tubo Bourdon, fuelle, diafragma), el cual hace variar la resistencia de un potencimetro en funcin de la presin. La fig.9 Muestra dos tipos de transductores resistivos uno de ellos el elemento sensor lo constituye un fuelle y el otro un diafragma. La fig.10 muestra un tipo de transductor resistivo en el cual nos e utiliza un elstico como sensor.En este caso, la variacin en la resistencia se produce por una variacin en la temperatura. El principio de operacin es el siguiente: se hace pasar corriente elctrica a travs de un filamento y por consiguiente su resistividad varan inversamente con la presin del gas. El elemento resistivo est constituido por un filamento de platino o tungsteno. Este tipo de medidor se puede utilizar para medir densidad, presin o velocidad de gases. Su construccin es simple y no requiere de amplificacin.

Capacitivo Un sensor capacitivo es adecuado para el caso de querer detectar un objeto no metlico. Para objetos metlicos es ms adecuado escoger un sensor inductivo.Para distancias superiores a los 40 mm es totalmente inadecuado el uso de este tipo de sensores, siendo preferible una deteccin con sensores pticos o de barrera.

Los sensores capacitivos funcionan de manera similar a un capacitor simple.La lmina de metal [1] en el extremo del sensor est conectado elctricamente a un oscilador [2].El objeto que se detecta funciona como una segunda lmina. Cuando se aplica energa al sensor el oscilador percibe la capacitancia externa entre el objetivo y la lmina interna.Los sensores capacitivos funcionan de manera opuesta a los inductivos, a medida que el objetivo se acerca al sensor capacitivo las oscilaciones aumentan hasta llegar a un nivel limite lo que activa el circuito disparador [3] que a su vez cambia el estado del switch [4].

Aplicaciones tpicas Deteccin de prcticamente cualquier material Control y verificacin de nivel, depsitos, tanques, cubetas Medida de distancia Control del bucle de entrada-salida de mquinas Control de tensado-destensado, dilatacin Magnticos Existen dos tipos, los de inductancia variable y los de reluctancia variable. Transductores de inductancia variable: utilizan una bobina con un ncleo magntico mvil. La inductancia en la bobina vara proporcionalmente segn la posicin que ocupe el ncleo dentro de la bobina. De este modo, variaciones de presin sobre el sensor producen cambios en la posicin del ncleo, lo que a la vez origina un cambio en la inductancia fug.12. Este tipo de sensor ha venido siendo utilizado para detectar pequeos desplazamientos de capsulas y otros instrumentos. Transductores de reluctancia variable: en este caso existe un electroimn que crea un campo magntico dentro del cual se mueve una armadura de material magntico. El circuito magntico se alimenta de una fuerza magneto motriz constante de este modo, al variar la presin en el sensor, varia la posicin de la armadura producindose un cambio en la reluctancia y por lo tanto el flujo magntico. Los dos tipos de transductores magnticos utilizan como sensor un elemento elstico y circuitos elctricos constituidos por un puente de Wheatstone.APLICACIONES: estos transductores se utilizan en algunos instrumentos para medicin de presin absoluta, manomtrica y diferencial, y en aplicaciones de medicin, flujo y nivel. Tambin se utilizan en ciertos convertidores presin/voltaje.

InductivosEl oscilador crea un campo de alta frecuencia de oscilacin por el efecto electromagntico producido por la bobina en la parte frontal del sensor centrado con respecto al eje de la bobina. As, el oscilador consume una corriente conocida. El ncleo de ferrita concentra y dirige el campo electromagntico en la parte frontal, convirtindose en la superficie activa del sensor.Cuando un objeto metlico interacta con el campo de alta frecuencia, se inducen corrientes EDDY en la superficie activa. Esto genera una disminucin de las lneas de fuerza en el circuito oscilador y, en consecuencia, desciende la amplitud de oscilacin.El circuito detector reconoce un cambio especfico en la amplitud y genera una seal, la cual cambia (pilotea) la salida de estado slido a "ON" u "OFF". Cuando se retira el objeto metlico del rea de senado, el oscilador genera el campo, permitiendo al sensor regresar a su estado normal.

Consiste en un dispositivo conformado por: Una bobina y un ncleo de ferrita. Un oscilador. Un circuito detector (etapa de conmutacin) Una salida de estado slido.

Bibliografa:

Tcnicas de Automatizacin Industrial. (Jos J. Horta Santos. Edit. Limusa Mxico, 1982. 47-102 pp.),Robtica: Una introduccin (Mc Cloy 1. Edicin. Edit. Limusa Mxico, 1993 22-27 pp.),www.yahoo.comwww.google.comwww.sensors.comwww.elhijodeputa.comwww.monografias.comwww.upiicsa.ipn.mxhttp://www.tecnoficio.com/docs/doc58.php,

H. MATAMOROS, TAMAULIPAS.4 MARZO -2015