UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO MONAGAS

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADASCURSO ESPECIAL DE GRADO

RTU

(Sensores mecánicos, sensores eléctricos)

BACHILLERES: Fabiana Fajardo C.I:18.272.043 Daniela Ochoa C.I:18.825.224

INDICE

Introducción……………………………………………………………………….1

Marco Teórico……………………………………………………………………...2-5

Discusión…………………………………………………………………………..6-7

Conclusión…………………………………………………………………………8

Bibliografía…………………………………………………………………………9

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INTRODUCCION

Actualmente sería impensable realizar maniobras más o menos complicadas, dentro del mundo industrial, sin dos elementos ampliamente extendidos en nuestros días, por una parte los autómatas programables y por otra los sensores, que permiten controlar las variables que afectarán al proceso industrial.

Los autómatas por precio, versatilidad y facilidad de programación se han convertido en los sustitutos de las maniobras en los entornos industriales, y debido a las crecientes necesidades de los procesos industriales modernos, cada vez hay que controlar más variables que afectan a estos procesos, por lo que los sensores han entrado de lleno en estas maniobras.

Hoy por hoy, sería difícil encontrar procesos automáticos que no estén gobernados por elementos de gobierno, sensores y autómatas. Procesos como contadores, detectores de presencia, detectores de objetos, control de niveles, medidas de seguridad, chequeo de contenidos, inspecciones de calidad automáticos, posicionamiento y verificación.

En la actualidad se ha visto un incremento en el uso de los sensores en el área se instrumentación y control industrial, todo esto debido a que resulta a la empresa en menos costos de operación. Ellos poseen características como exactitud y precisión entre otras, las cuales estaremos profundizando a continuación, al igual que los diferentes tipos de sensores mecánicos y eléctricos

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MARCO TEORICO

Sensores:

Los sensores o detectores son dispositivos capaces de recoger la información de los distintos parámetros que controlan (el nivel de presión de una tubería, la temperatura ambiente, el suministro de gas natural…) y de transmitir esta información para su procesamiento. Dada la heterogeneidad de las magnitudes susceptibles de ser medidas, existen sensores de muy diferentes características técnicas. Lógicamente, la instalación de sensores sólo tiene sentido cuando éstos se integran en un sistema domótico de control capaz de captar, analizar y presentar la información recogida y actuar en consecuencia.

Un sensor es un dispositivo que detecta magnitudes químicas o físicas, a las que se les llama variables de instrumentación y las transforma en variables eléctricas. Está continuamente en contacto con la variable de instrumentación y adapta la señal que mide, para que sea interpretada por otro dispositivo.

Características de los sensores:

Exactitud. Hace referencia a que se debe poder detectar el valor verdadero de la variable sin errores sistemáticos. Sobre varias mediciones, la media de los errores cometidos debe tender a cero.

Precisión. Una medida será más precisa que otra si los posibles errores aleatorios en la medición son menores. Debemos procurar la máxima precisión posible.

Rango de funcionamiento. El sensor debe tener un amplio rango de funcionamiento, es decir, debe ser capaz de medir de manera exacta y precisa un amplio abanico de valores de la magnitud correspondiente.

Velocidad de respuesta. El sensor debe responder a los cambios de la variable a medir en un tiempo mínimo. Lo ideal sería que la respuesta fuera instantánea.

Calibración. La calibración es el proceso mediante el que se establece la relación entre la variable medida y la señal de salida que produce el sensor. La calibración debe poder realizarse de manera sencilla y además el sensor no debe precisar una re calibración frecuente.

Fiabilidad. El sensor debe ser fiable, es decir, no debe estar sujeto a fallos inesperados durante su funcionamiento.

Costo. El costo para comprar, instalar y manejar el sensor debe ser lo más bajo posible.

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Facilidad de funcionamiento. Por último, sería ideal que la instalación del sensor no necesitara de un aprendizaje excesivo.

Sensores mecánicos:

Se utilizan para medir cantidades como, velocidad, fuerza, presión, vibración, masa.

Sensores eléctricos:

Se utilizan para medir corriente, carga y conductividad.

Sensores de velocidad:

El sensor de velocidad está hecho con una bobina de alambre más un imán. Están colocados de forma que al moverse el cárter, el imán permanece sin moverse. Se crea un movimiento relativo en el campo magnético y la bobina provoca una corriente que está en proporción a la velocidad del movimiento. Es auto generador no necesita de aditamentos electrónicos para funcionar. Posee una impedancia de salida eléctrica baja, que lo hace casi insensible a la inducción del ruido. Otros sensores están hechos de una bobina móvil colocada fuera de un imán estacionario. El Velómetro, es de todos ellos el mejor en todos los aspectos. Se hacen con un acelerómetro y lleva un integrador electrónico incluido.

Por ejemplo el sensor de velocidad detecta la variable eléctrica producida por la bobina. La variable de instrumentación detectada en este caso, es el movimiento del cárter.

Las variables de instrumentación son: aceleración, temperatura, intensidad lumínica, distancia, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, etc.

Sensores de fuerza:

La aplicación de una fuerza al área activa de detección del sensor se traduce en un cambio en la resistencia eléctrica del elemento sensor en función inversamente proporcional a la fuerza aplicada.

Los sensores de fuerza son sensores externos, generalmente intercambiables, utilizados en aplicaciones de fuerza por el contacto con un objeto.

Estos sensores de fuerza, según sus especificaciones de rendimiento se han usado en varias aplicaciones tales como: Inserción de parte robótica, Desbarbado, pulido y rectificado, Retroalimentación fuerza/ torsión para manipuladores en un entorno nuclear, Rehabilitación Física y la investigación de prótesis, Pruebas de producto, tales como volantes de torsión y prueba de asientos automatizados.

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Sensores de presión:

La presión es una fuerza que ejerce sobre un área determinada, y se mide en unidades de fuerzas por unidades de área. Esta fuerza se puede aplicar a un punto en una superficie o distribuirse sobre esta. Cada vez que se ejerce se produce una deflexión, una distorsión o un cambio de volumen o dimensión. Las mediciones de presión pueden ser desde valores muy bajos que se consideran un vacío, hasta miles de toneladas de por unidad de área.

Sensores de vibración:

Los sensores de vibración son generalmente utilizados en casas que se encuentran construidas en zonas sísmicas considerando la importancia que tiene en las mismas el registrar las intensidades de un terremoto o bien, de un sismo cuando el mismo ocurre, de hecho en muchos países del mundo en donde varias ciudades poseen este riesgo, la utilización de sensores de vibraciones en todas la viviendas es básicamente una obligación legal.

Sensores de masa:

Los medidores de masa de aire, comúnmente conocidos como sensores de flujo de masa de aire (MAF, por sus siglas en inglés), son aparatos usados en motores de autos. Se utilizan para determinar y medir la cantidad de aire que fluye dentro del motor del vehículo. Un elemento de hilo caliente provee información a la computadora de abordo sobre el aire que fluye en el motor al enfriarse cuando entra. Sin embargo, el sensor MAF puede fallar con el tiempo y dar información errónea a la computadora. Puedes revisar regularmente el sensor MAF desarrollando unas cuantas pruebas para determinar su funcionalidad.

Sensores de corriente:

La medición de este parámetro presenta una exigencia tecnológica importante dado el gran rango de variación al que está sometida la corriente. Es mandatorio contar con sensores de rango dinámico no inferiores a 500:1, o bien la posibilidad de modificar el alcance para adecuarlos a los distintos regímenes de carga.

Se distinguen dos tipos principales según la geometría del circuito magnético: transductor de geometría fija y transductor de geometría variable.

Los transductores de geometría rígida tienen menos dependencia en su exactitud en función del conexionado o instalación, ya que su estructura física es constante y no varia entre una medida y otra. Se destacan los transformadores de intensidad de núcleo cerrado y los shunts.

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En ambos casos la principal desventaja para un trabajo “in situ” es que requieren interrumpir el circuito para su instalación. El caso del shunt posee una desventaja adicional y es que queda vinculado eléctricamente a la red, constituyendo esto una verdadera limitación en sistemas trifásicos. Los transductores de geometría variable también conocidos como transformadores de corriente de núcleo partido o abrible, son los preferidos para medición en terreno ya que reducen el riesgo operativo, agilizan la operatoria y permiten su instalación sin la interrupción del circuito eléctrico. Los de uso mas difundido son los transductores tipo pinza de núcleo ferroso y los transductores flexibles de núcleo de aire.

Sensor de carga:

Regula, de manera automática, la cantidad de agua necesaria en función de la carga o cantidad de vajilla en el interior.

Sensor de conductividad:

El sensor de Conductividad se puede utilizar para medir la conductividad en una solución o la concentración total de iones en muestras acuosas que se investigan en el campo o en el laboratorio.

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DISCUSION

En la industria hay un amplísimo rango de sensores de presión, la mayoría orientados a medir la presión de un fluido sobre una membrana. En robótica puede ser necesario realizar mediciones sobre fluidos hidráulicos (por dar un ejemplo), aunque es más probable que los medidores de presión disponibles resulten útiles como sensores de fuerza (el esfuerzo que realiza una parte mecánica, como por ejemplo un brazo robótico), con la debida adaptación.

Los principios que se aplican a la medición de presión se utilizan también en la determinación de temperaturas, flujos y niveles de líquidos. Por lo tanto, es muy importante conocer los principios generales de operación, los tipos de instrumentos, los principios de instalación, la forma en que se deben mantener los instrumentos, para obtener el mejor funcionamiento posible, cómo se debe usar para controlar un sistema o una operación y la manera como se calibran.

Para medir la presión se utilizan sensores que están dotados de un elemento sensible a la presión y que emiten una señal eléctrica al variar la presión o que provocan operaciones de conmutación si esta supera un determinado valor límite.

Resulta importante destacar el hecho de que los sensores de vibración suelen tener la particularidad de ser un sistema de detección muy básica y no posee ninguna otra aplicación más que la de saber la intensidad de un sismo ocurrido, de hecho debemos decir que uno de los avances que se quiere lograr con respecto a los sensores de vibración, es el poder predecir un sismo, pero como bien sabemos, hasta el día de hoy es una tarea casi imposible.

Una de las características principales que suelen tener los sensores de vibración en comparación al resto de los tipos de sensores es que los mismos son muy fuertes, y pueden resistir movimientos de hasta 8 puntos, si es que los lugares en los cuales se encuentran colocados no se derrumban y los resisten, y debemos destacar esta cualidad ya que la mayoría de las veces, cuando un sensor es expuesto a un movimiento demasiado brusco, comienzan las fallas generalizadas en el aparato.

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Todas estas características son las deseables en los sensores. Sin embargo, en la mayoría de los casos lo que se procurará será un compromiso entre su cumplimiento y el coste que ello suponga a la hora del diseño y fabricación.

Por su parte dentro de los sensores mecánicos encontramos una diversidad de sensores como los sensores de presión que se ejecutan al ejercer cualquier tipo de impulso o fuerza, lo sensores de vibración indicados más que todo para lugares que están propensos a sufrir sismos, sensores de fuerza utilizados en aplicaciones de fuerza por el contacto de un objeto.

También encontramos los sensores eléctricos encargados del manejo eléctrico, de carga y de conductividad. Cabe señalar también que las características de los sensores forman parte de un trabajo bien organizado donde se produce reducción de costos.

Los sensores mecánicos y eléctricos desempeñan gran importancia en el área de instrumentación y control industrial, debido a que facilitan y mejoran los trabajos de automatización que en muchos casos resultan engorrosos al momento de evaluar variables.

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CONCLUSION

Los sensores permiten a cualquier dispositivo o equipo de instrumentación y control industrial reaccionar de una manera específica ante la presencia de fallas por ejemplo, antes de que se produzca un eventual bloqueo general del sistema o la ejecución de tareas inconsistentes según la planeación realizada. También ofrecen la posibilidad de emplear dichos equipos para desarrollar tareas bajo condiciones parcialmente predeterminadas.

Sin importar el tipo de sensor, la parte fundamental para su selección es atender minuciosamente a la aplicación, ya que de ésta depende en gran medida su correcta selección. El medio ambiente es otra variable importante, ya que puede entorpecer en cierto rango el medio de sensado, además de los problemas de operación del mismo. Es importante atender las recomendaciones de uso y aplicación del fabricante, en particular por el hecho de que algunos sensores son de precio elevado y un error en su instalación o manejo puede ocasionar una inversión adicional al volverlos a comprar.

Sin lugar a dudas, el empleo de los sensores mecánicos y eléctricos, nos permiten mejoras en algún proceso que se esté llevando a cabo, traducidas en: exactitud, precisión, rango de funcionamiento, velocidad de respuesta, calibración, fiabilidad, costo y facilidad de funcionamiento.

Así, en el presente trabajo se dieron a conocer los diferentes tipos de sensores mecánicos y eléctricos que existen, así como sus características. Cabe señalar que cada uno de estos sensores cuentan con especificaciones para cada necesidad del cliente, cada día la tecnología está evolucionando de manera acelerada por lo cual en los futuros días no será extraño la implementación absoluta de estos sensores para reducir riesgos y costos dentro de la industria.

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BIBLIOGRAFIA

Páginas web consultadas:

www.e-auto.com.mx ›   Manuales   ›   Electrónica vehicular

www.antirrobo.net/ sensores / sensores-de-vibracion .html

www.sensoresdepresion .blogspot.com

www2.fisica.unlp.edu.ar/materias/FEI/manuales/sensor_fuerza.pdf

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