Sensores2

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Sensores2

  1. 1. Introducción a la ingeniería mecatrónica Sensores de velocidad, aceleración y fuerza
  2. 2. Tacómetros • Un tacómetro es un sensor análogo que proporciona una salida de voltaje proporcional a la velocidad angular de una flecha o de un eje. • Es un dispositivo pasivo, no requiere fuente de energía externa.
  3. 3. Tacómetros (especificaciones) • Los parámetros que especifican el desempeño de un tacómetro son: – Ganancia velocidad/voltaje [V/rpm] – Máxima velocidad, limitada por los rodamientos o por la saturación del campo magnético – Inercia del rotor
  4. 4. Encóders ópticos • Los encoders para medir posición angular y lineal también pueden usarse como sensores de velocidad. • Se puede obtener la velocidad derivando la señal analógica de posición, usando para ello un amplificador operacional o mediante un algoritmo de programación.
  5. 5. Acelerómetros • Un acelerómetro inercial es básicamente un pequeño sistema masa-resorte-amortiguador con una frecuencia natural alta. • Algunos materiales producen un cambio en sus propiedades eléctricas cuando se les aplica una fuerza o se someten a deformación (efecto piezoeléctrico). Algunos acelerómetros usan este principio.
  6. 6. Sensores de deformación • Los sensores más comunes para medir deformaciones son las galgas extensiométricas (strain gauges). • Su principio de funcionamiento está basado en la relación entre el cambio en la longitud y el correspondiente cambio en la resistencia de un conductor.
  7. 7. Sensores de fuerza • Existen tres tipos principales de sensores de fuerza y torque: – Sensores basados en desplazamiento de resorte – Sensores basados en galgas extensiométricas – Sensores piezoeléctricos
  8. 8. Sensores de presión • Sensores de presión basados en desplazamiento. Convierte la presión en un desplazamiento proporcional y después el desplazamiento en un voltaje proporcional.
  9. 9. Sensores de temperatura • Los cambios que se utilizan para sensar la temperatura son la expansión o contracción de sólidos, líquidos o gases, el cambio en la resistencia eléctrica de los conductores y semiconductores. – Tiras bimetálicas – Detectores de temperatura por resistencia (RTD) – Termistores – Termodiodos y termotransistores – Termopares
  10. 10. Tiras bimetálicas • Son dos tiras de diferente metal unidas. • Los coeficientes de expansión térmica son diferentes y al cambiar la temperatura la banda conjunta se dobla. • Esta deformación puede servir como interruptor controlado por temperatura.
  11. 11. Detectores de temperatura por resistencia (RTD) • La resistencia de la mayoría de los metales aumenta, en un intervalo limitado de temperatura, de manera razonablemente lineal con la temperatura.
  12. 12. Termistores • Son pequeñas piezas hechas con mezclas de óxidos metálicos. • La resistencia de los termistores convencionales de óxido metálico disminuye de una manera no lineal con el aumento de la temperatura.
  13. 13. Termopares • Cuando dos metales diferentes se unen, en la unión se produce un diferencia de potencial. • Ésta depende de los metales usados y de la temperatura de la unión.
  14. 14. Sensores de luz • Fotodiodos. Cuando la luz incide en la unión del diodo, la resistencia del diodo disminuye y la corriente del circuito aumenta. • Fototransistores. Cuando hay luz incidiendo en el transistor, ésta altera su resistencia y por consecuencia, la corriente que circula por sus elementos. • Fotorresistencias. Tienen una resistencia que depende de la intensidad luminosa que reciben y que disminuye de manera lineal cuando la intensidad aumenta.

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