domingo, 17 de marzo de 2013

Sensores


En esta clase se recordaron los sensores.
¿Qué es un sensor?
Un sensor o captador, es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas llamadas variables de instrumentación y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo, temperatura, intensidad, distancia, aceleración, pH... una magnitud eléctrica puede ser por ejemplo, resistencia eléctrica, capacidad, tensión, corriente... Una magnitud eléctrica 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 en un fototransistor)…
Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización de componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc... todos aquellos componentes que varían su magnitud en función de alguna variable), y la utilización de componentes activos.
Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.
Áreas de aplicación de los sensores: Industria automotriz, robótica, industria aeroespacial, medicina, industria de manufactura, etc.
Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas como son el acceso a una base de datos, la toma de valores desde el sensor, etc.
 
¿UNA NUEVA REVOLUCIÓN TECNOLÓGICA?

Las nuevas tecnologías están facilitando que cada vez haya más sensores a nuestro alrededor, capaces de procesar enormes cantidades de datos para ayudar a mejorar el funcionamiento de las fábricas, el control de los procesos productivos, el mantenimiento de las cosechas, o incluso para detectar terremotos, 
Los sensores son cada vez más comunes en nuestra vida diaria. Un coche, por ejemplo utiliza docenas de ellos para permitirnos controlar sus funciones básicas. Sin embargo, este tipo de sensores están muy limitados, puesto que, colocados estáticamente en un lugar, adolecen de la capacidad de analizar o actuar sobre los datos que detectan, y simplemente, su misión se limita a enviar las mediciones que han registrado a un procesador central.
En definitiva, los sensores todavía podrían dar mucho más de sí, Así lo cree toda una industria tecnológica que está detrás de ellos, y son cada vez más las empresas y los equipos de investigadores que trabajan en el desarrollo de este tipo de dispositivos. En este sentido, compañías como la cadena de supermercados británicos Tesco o la compañía petrolífera Shell han instalado sistemas de primera generación para controlar y chequear el estado de los expendedores de gasolina en sus estaciones de servicio.
Sistema de control: 
Controlador: Es un programa informático que permite al sistema operativo interactuar con un periférico, haciendo una abstracción del hardware y proporcionando una interfaz para usarlo.
Actuador: Es un dispositivo capaz de transformar energía en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un controlador y en función de ella genera la orden para activar un elemento final de control.
Partes de un sensor:
Un sensor es un elemento compuesto por tres partes principales:
Captador: Capta la señal de energía y la manda al transductor. Este dispositivo es sensible a una magnitud que se expresa mediante un parámetro. Las variaciones de la temperatura se expresan como cambios en la resistencia que presenta. Por ejemplo, una PTC es una resistencia sensible a la temperatura.
Transductor: Es capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada en otra distinta para la salida. Recibe energía, la trasforma a energía eléctrica y la retrasmite. Por ejemplo, recibe electromagnética y la transforma en una señal eléctrica mecánica.
Acondicionador: Recibe la señal procedente del transductor, y ajusta (acondiciona) los niveles de voltaje e intensidad precisos para su posterior tratamiento. Generalmente, por evitar problemas a la hora de saber si el sensor está funcionando correctamente o si se ha roto, suelen ser sensores que miden en corriente, y en escala a partir de 4mA. Al no partir de 0, este valor no es posible como medida de ninguna magnitud (antes de acondicionar), y por lo tanto si se diera el caso, veríamos que el sensor se ha roto. Si comenzara en 0, este valor sería posible y por tanto, no habría manera rápida de saber si es un valor bueno, o si el sensor no funciona correctamente.
Tipos de sensores:
Un sensor puede ser analógico o digital:
La calibración de los sensores es totalmente necesaria para obtener buenas medidas. Se trata de comparar dos sensores, el que queremos calibrar y otro de mayor precisión. Debe ser de mayor precisión, porque de otra manera no obtendríamos valores razonables. El ensayo se realiza midiendo una magnitud que conocemos a la entrada, y obteniendo valores a la salida. Repetimos el proceso hasta obtener una tabla con muchos puntos. Cuantas más medidas tengamos, mejor. Representamos gráficamente la curva obtenida con los puntos, usaremos el método de mínimos cuadrados, así que deberemos obtener la recta de menor error. También puede hacerse por punto final o por línea independiente. 

POLÍMETRO:
Un polímetro, es un aparato capaz de realizar varias mediciones. Dentro del instrumento se distinguen 3 mediciones.
Óhmetro: es un instrumento para medir la resistencia eléctrica.
Voltímetro: es aquel aparato o dispositivo que se utiliza a fin de medir, de manera directa o indirecta, la diferencia potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.
Amperímetro: es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico.

 
 
VOLTÍMETRO:
El voltímetro es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.

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