Sensores y Actuadores

Los sensores son los dispositivos que nos proporcionan los valores de las variables físicas que deben ser monitoreadas a fin de controlar el proceso. Las variables físicas que pueden ser medidas son muchísimas...

El elemento central de un sensor es el transductor, el cual es un elemento que al interactuar con el fenómeno que se desea sensar, presenta cambios en alguna de sus características físicas o bien dicha interacción produce una reacción medible.

Dicho cambio o reacción medible se acondiciona para obtener una señal a la salida del sensor. El valor de dicha señal corresponde a un valor de la variable física que deseamos conocer.

Algunas de las magnitudes físicas más importantes son...

• Temperatura
• Presión
• Flujo
• Nivel
• Fuerza
• Posición
• Proximidad
• Humedad
• pH

TEMPERATURA

La temperatura es una variable física importantísima en la mayoría de los procesos químicos, en la industria farmacéutica y alimenticia. En muchos procesos, el producto final es una sustancia química y la reacción debe ser monitoreada. Un sobrecalentamiento puede traer como consecuencia la pérdida de todo un lote, o una baja temperatura puede ser índice de una reacción química fuera de las condiciones ideales. En el caso de la preparación de alimentos en grandes cantidades, la temperatura es una variable que debe mantenerse en valores precisos. ¡¡ Un par de grados de más pueden ser cruciales en procesos de fermentación !!

A continuación los tipos de sensores de temperatura más importantes.

• RTD

  Del inglés Resistance Temperature Device. Este tipo de sensores se basa en la variación de la resistencia de un material conductor. El transductor puede ser un simple alambre o una película delgada del material usado.

  Su curva Resistencia-Temperatura puede ser modelada como una línea recta, para ciertos intervalos de temperatura. La pendiente de dicha recta es el coeficiente de temperatura del material. Un material que es muy usado es el Platino, gracias su comportamiento lineal para grandes intervalos de temperatura. Usualmente, los RTD's tienen un coeficiente de temperatura positivo, es decir, para incrementos de temperatura, corresponden incrementos en su resistencia.

  Un circuito básico para un sensor tipo RTD utiliza amplificadores operacionales de instrumentación, de modo que el valor de resistencia pueda ser convertido a un voltaje.

  

  Por ejemplo, en este circuito la ganancia del amplificador varia con la temperatura sensada por el RTD, de modo que manteniendo un voltaje de entrada fijo(potenciómetro de la izquierda), las variaciones de voltaje son debidas únicamente a la temperatura. Además, es posible hacer una calibración con respecto a una temperatura de referencia a la cual queremos obtener un voltaje de salida de cero volts(potenciómetro superior).

• Termistores

  Los termistores se basan en el mismo principio de variación de la resistencia con respecto a la temperatura, solo que estos son hechos a base de materiales semiconductores cerámicos. Algunos materiales utilizados para su fabricación son oxido de cobre, cobalto, manganeso, níquel, titanio y hasta uranio.

  Por su naturaleza de semiconductor, las ecuaciones que modelan su comportamiento Resistencia-Temperatura incluyen expresiones logarítmicas, aunque existen expresiones simplificadas. Como en los semiconductores la resistividad de los materiales tiende a disminuir con el aumento e temperatura, se dice que son de coeficiente de temperatura negativo.

  Los parámetros importantes de un termistor son:

  • Resistencia fría. Es un valor de resistencia a una temperatura de referencia, cuando no existe disipación de potencia eléctrica que "auto caliente" al termistor.

  • Resistencia caliente. Resistencia del termistor ya en operación, y esta cambia con respecto a la resistencia fría debido al calentamiento asociado a la disipación de potencia por corriente eléctrica y a la temperatura del ambiente que se desea medir.

  La resistencia de un termistor puede modelarse como:

  R_t = R_oe^{B(1/T - 1/T_o)}

  En donde:

  • R_t es la resistencia fría del termistor.
  • R_o es la resistencia caliente del termistor.
  • T_o es la temperatura de referencia(Usualmente 25^oC).
  • T es la temperatura del termistor.
  • B es la Temperatura Característica. Es propia de cada material.

• Termopares

PRESIÓN

FLUJO

NIVEL

VELOCIDAD

FUERZA

POSICIÓN

PROXIMIDAD

HUMEDAD

[HOME ]
[Panorama General] [Sensores y Actuadores] [¿Qué es un PLC?]
[Teoría de Redes] [Redes de Dispositivos] [Concepto de SCADA y de HMI]
[LINKS]

Te recomiendo que uses
una resolución de
1024x768.

Este sitio fue hecho por Francisco Javier Aldán Galván.
Para cualquier comentario o contribución,
por favor escribeme a
[email protected]

Hosted by www.Geocities.ws