1. Colegio Vocacional Monseñor Sanabria
Electrotecnia
Control de Maquinas Eléctricas
Catalogo de Dispositivos Transductores y Sensores
Profesor: Luis Fernando Corrales
Marvin Daniel Arley Castro
11-9
2014
2. Dispositivos
Transductores Sensores
Es un dispositivo capaz de
transformar o convertir una
determinada manifestación
de energía de entrada, en otra
diferente a la salida, pero de
valor muy pequeños en
términos relativos con
respecto a un generador.
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 lumínica,
distancia, aceleración,
inclinación…
3. Transductores
Transductor Electroacústico:
Es aquel dispositivo que transforma la electricidad en sonido, o viceversa.
Son ejemplos de este tipo de artefactos son los micrófonos: estos son
transductores electroacústicos que convierten la energía acústica
(vibraciones sonoras: oscilaciones en la presión del aire) en energía eléctrica
(variaciones de voltaje).
La transducción o transformación de energía, se hace en dos fases. El modelo
teórico de un transductor electroacústico, se basa en un transductor
electromecánico y un transductor mecánico-acústico.
Existen vario tipos de este transductor tales como: electrodinámico, dinámico
o bobina móvil, electrostáticos. piezoeléctricos, de radiación directa, de
radiación indirecta, banda ancha.
4. Transductor Electromagnético:
Es un transductor que transforma electricidad en energía
magnética o viceversa. Por ejemplo, un electroimán es un
dispositivo que convierte la electricidad en magnetismo o
viceversa (flujo magnético en electricidad).
A veces este término es empleado erróneamente como sensor
electromagnético, como los sensores de distancia de los
taxímetros.
5. Transductor Electromecánico:
Es un tipo de transductor que transforma electricidad en energía mecánica, o
viceversa.
Un ejemplo puede ser cuando una bocina captora recoge las ondas
sonoras y las convierte en energía, o cuando la cápsula fonocaptora de un
tocadiscos produce corrientes oscilantes producto de las vibraciones
recogidas por la púa.
Estas variaciones resultantes (ya sean eléctricas o
magnéticas, dependiendo de la naturaleza del transductor), proporcionan
(mediante un nuevo proceso de transducción) energía mecánica necesaria
como para hacer girar un motor eléctrico o producir el movimiento de la
aguja encargada de trazar el surco sobre el disco o cilindro durante el proceso
de grabación mecánica analógica.
6. Transductor Electrostático:
Consiste en una membrana, normalmente mylar
metalizado, cargada eléctricamente que hace la
función de diafragma y que se mueve por la fuerza
electrostática que se produce al variar la carga de dos
placas entre las que se encuentra.
7. Transductor Fotoeléctrico:
Es un tipo de transductor que transforma luz en
energía eléctrica o viceversa, por ejemplo es una
cámara fotográfica digital.
Estas vibraciones resultantes (ya sean eléctricas o
lumínicas, dependiendo de la naturaleza del
transductor), son importantes en los sistemas.
8. Transductor Magnetoestrictivo:
Son todos aquellos que basan su funcionamiento en el fenómeno de
la magnetoestricción. Éste es un fenómeno reversible que se basa en
el acoplamiento de fuerzas mecánicas y magnéticas, de manera que un
material de este tipo ante la presencia de un campo magnético sufre
ciertas modificaciones en su estructura interna, lo que produce
pequeños cambios en sus dimensiones físicas. También una
deformación de dicho material produce una variación de la inducción
magnética.
Su campo de aplicación es en emisores y receptores acústicos
submarinos e industriales:
Sonar.
Hidrófonos.
Proyectores de ultrasonidos
de alta potencia.
9. Transductor Piezoeléctrico:
Son aquellos que basan su funcionamiento en el fenómeno de la
piezoelectricidad. Para su fabricación se utilizan materiales cerámicos como el
Titano de Bario, aunque en un principio se usaban el Cuarzo o la Sal de
Rochelle.
Mediante el efecto piezoeléctrico directo a través de una fuerza externa se
logra un desplazamiento de cargas lo que induce una corriente de
desplazamiento y ésta un campo eléctrico. Éste es el fundamento de, por
ejemplo, los micrófonos piezoeléctricos. Mientras que los altavoces
piezoeléctricos aprovechan el efecto piezoeléctrico inverso, mediante el cual a
través de un campo eléctrico (DDP externo) se produce una deformación
mecánica, que convenientemente aprovechada, puede llegar a emitir sonidos.
Los aparatos que deben su funcionamiento al proceso de transducción
piezoeléctrica, como los acelerómetros, mandos a distancia por ultrasonidos,
ciertos sistemas sonar y muchos más aparte de los mencionados
anteriormente.
10. Sensores
Sensores Mecánicos:
Los sensores mecánicos se utilizan para el posicionamiento
y la desconexión final en máquinas herramienta y prensas,
en centros de fabricación flexible, robots, instalaciones de
montaje y transporte, así como en la construcción de
máquinas y aparatos. Estos robustos clásicos de la
automatización están acreditados desde hace décadas.
Ventajas
Fiabilidad y robustez: también en entornos adversos.
Funcionamiento correcto en caso de vibraciones, cargas de
choque, cambios rápidos de temperatura, lubricantes
refrigerantes agresivos, fuerte acumulación de viruta.
11. Sensor Ultrasónico:
Son detectores de proximidad que trabajan libres de roces mecánicos y
que detectan objetos a distancias de hasta 8m. El sensor emite un
sonido y mide el tiempo que la señal tarda en regresar.
Estos reflejan en un objeto, el sensor recibe el eco producido y lo
convierte en señales eléctricas, las cuales son elaboradas en el aparato
de valoración. Estos sensores trabajan solamente en el aire, y pueden
detectar objetos con diferentes formas, colores, superficies y de
diferentes materiales.
Los materiales pueden ser sólidos, líquidos o polvorientos, sin
embargo han de ser deflectores de sonido. Los sensores trabajan
según el tiempo de transcurso del eco, es decir, se valora la distancia
temporal entre el impulso de emisión y el impulso del eco.
12. Sensores para Automatización:
Se incluyen sensores de efecto Hall, de presión y de
caudal de aire. Estos sensores son de alta
tecnología y constituyen soluciones flexibles a un
bajo costo. Su flexibilidad y durabilidad hace que
sean idóneos para una amplia gama de
aplicaciones de automoción.
13. Sensores de Caudal de Aire:
Los sensores de caudal de aire contienen una
estructura de película fina aislada térmicamente,
que contiene elementos sensibles de temperatura y
calor. La estructura de puente suministra una
respuesta rápida al caudal de aire u otro gas que
pase sobre el chip.
14. Sensores de Corriente:
Los sensores de corriente monitorizan corriente continua o
alterna. Se incluyen sensores de corriente lineales
ajustables, de balance nulo, digitales y lineales. Los
sensores de corriente digitales pueden hacer sonar una
alarma, arrancar un motor, abrir una válvula o desconectar
una bomba. La señal lineal duplica la forma de la onda de
la corriente captada, y puede ser utilizada como un
elemento de respuesta para controlar un motor o regular la
cantidad de trabajo que realiza una máquina.
15. Sensor de Efecto de Hall:
. Se sirve del efecto Hall para la medición de campos magnéticos o
corrientes o para la determinación de la posición.
Si fluye corriente por un sensor Hall y se aproxima a un campo magnético que
fluye en dirección vertical al sensor, entonces el sensor crea un voltaje
saliente proporcional al producto de la fuerza del campo magnético y de la
corriente. Si se conoce el valor de la corriente, entonces se puede calcular la
fuerza del campo magnético; si se crea el campo magnético por medio de
corriente que circula por una bobina o un conductor, entonces se puede
medir el valor de la corriente en el conductor o bobina.
Son semiconductores y por su costo no están muy difundidos pero en
codificadores ("encoders") de servomecanismos se emplean mucho.
Posee aplicaciones como:
Mediciones de campos magnéticos (Densidad de flujo magnético)
Mediciones de corriente sin potencial (Sensor de corriente)
Emisor de señales sin contacto
Aparatos de medida del espesor de materiales
16. Sensores de Posición de Estado Solido:
Los sensores de posición de estado sólido,
detectores de proximidad de metales y de
corriente, se consiguen disponibles en varios
tamaños y terminaciones. Estos sensores
combinan fiabilidad, velocidad, durabilidad y
compatibilidad con diversos circuitos electrónicos
para aportar soluciones a las necesidades de
aplicación.
17. Sensores de Presión y Fuerza:
Los sensores de presión son pequeños, fiables y de
bajo costo. Ofrecen una excelente repetitividad y
una alta precisión y fiabilidad bajo condiciones
ambientales variables. Además, presentan unas
características operativas constantes en todas las
unidades y una intercambiabilidad sin
recalibración.
18. Sensores de Temperatura:
Los sensores de temperatura se catalogan en dos
series diferentes: TD y HEL/HRTS. Estos sensores
consisten en una fina película de resistencia
variable con la temperatura (RTD) y están
calibrados por láser para una mayor precisión e
intercambiabilidad. Las salidas lineales son
estables y rápidas.
19. Sensores de Turbidez:
Los sensores de turbidez aportan una información
rápida y práctica de la cantidad relativa de sólidos
suspendidos en el agua u otros líquidos. La
medición de la conductividad da una medición
relativa de la concentración iónica de un líquido
dado.
20. Sensores Magnéticos:
Los sensores de proximidad magnéticos son caracterizados por la posibilidad de
distancias grandes de la conmutación, disponible de los sensores con
dimensiones pequeñas. Detectan los objetos magnéticos (imanes generalmente
permanentes) que se utilizan para accionar el proceso de la conmutación. Los
campos magnéticos pueden pasar a través de muchos materiales no
magnéticos, el proceso de la conmutación se puede también accionar sin la
necesidad de la exposición directa al objeto. Usando los conductores
magnéticos (ej. hierro), el campo magnético se puede transmitir sobre mayores
distancias para, por ejemplo, poder llevarse la señal de áreas de alta
temperatura.
Los sensores magnéticos se basan en la tecnología magnetoresistiva SSEC.
Ofrecen una alta sensibilidad. Entre las aplicaciones se incluyen brújulas,
control remoto de vehículos, detección de vehículos, realidad virtual, sensores
de posición, sistemas de seguridad e instrumentación médica.
21. Sensores de Presencia:
Este tipo de sensores son los encargados de indicar
el momento en que se da un movimiento de un
objeto, o bien algún ser vivo.
Se pueden encontrar ya sea inductivos, capacitivos
y ópticos.
22. Sensores Acústicos:
Las ondas sonoras se manifiestan por las variaciones de presión y
velocidad que ellas generan. En la mayoría de los casos el campo
acústico en un punto es el resultado de la superposición de ondas
sonoras que han experimentado reflexiones múltiples. Los
micrófonos son los sensores que facilitan la conversión de una
señal acústica en eléctrica. Se pueden aplicar diversos principios a
su realización siendo la más común la combinación de fenómenos
mecánico-acústicos y su conversión electromecánica.
