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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Campus Arturo Ruíz Mora Santo Domingo

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

MATERIA: INSTRUMENTACIÓN Y LABORATORIO 1

TEMA: SENSORES DE POSICIÓN INDUCTIVOS Y POTENCIOMÉTRICOS INTEGRANTES: Juliana Sánchez Pablo Sánchez Mario Solano

DOCENTE: Ing. Jorge Terán Mayo – 2018

GUÍA DE PRÁCTICAS Formato FR-FAC-PAC-GLB-010

Asignatura: Instrumentación Industrial 1 Carrera: Ingeniería electromecánica Nivel y Paralelo: 7D Fecha de Practica: 12 de mayo del 2018

Grupo:

Fecha de Presentación informe: 18 de mayo del 2018 Tema: Sensores de posición inductivos y potenciométricos

Versión: 01

Fecha: 18/05/2018

Integrantes: Mario solano Juliana Sánchez Pablo Sánchez Informe Nº:1 Práctica Nº: 1

1. Introducción Los sensores juegan un papel importante en estos procesos de la automatización, instrumentación, etc. Ellos proporcionan información al control, de los acontecimientos durante el ciclo del trabajo de la máquina. En la siguiente práctica establecemos con los conocimientos explicados por nuestro docente que un sensor de posición perfectamente lineal es también perfectamente exacto. Para la mayoría de las aplicaciones, la linealidad puede considerarse como equivalente a la exactitud. Un sensor es un dispositivo eléctrico o mecánico que convierte magnitudes físicas (luz, magnetismo, presión, etc.) en valores medibles de dicha magnitud. Esto se realiza en tres fases: a) Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra en su salida una señal eléctrica dependiente del valor de la variable física. b) La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya salida es un voltaje. c) El sensor dispone de una circuitería que transforma o amplifica la tensión de salida, la cual pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D transforma la señal de tensión continúa en una señal discreta.

Sensor potenciométricos Los potenciómetros funcionan bien en aplicaciones con ciclos de servicio no exigentes, entornos no hostiles y rendimiento relajado. Se usan para la determinación de desplazamiento lineales o angulares. Eléctricamente se cumple la relación:

Este potencial puede medirse y disponer de un sistema de calibrado de manera que por cada potencial se obtenga proporcionalmente una distancia de desplazamiento.

Sensor inductivo Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirve para detectar materiales ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo. Aplicaciones de los sensores inductivos • contactos eléctricos en movimiento • temperatura • humedad, agua y condensación • Partículas extrañas, como suciedad, grasa, arena y tierra.

2. Objetivo General Conocer el funcionamiento de los sensores de posición.

2.1 Objetivos Específicos Determinar las características de los sensores de posición Determinar la distancia de las placas de metal (placas de hierro, cobre, bronce, aluminio.) con la ayuda del sensor de posición. Utilizar un potenciómetro lineal para la medición del espesor de las monedas de diferente denominación.

3. Metodologías Procedemos a pedir los materiales respectivos junto con la hoja guía que nos proporciona nuestro docente para trabajar en nuestra práctica. Identificamos el funcionamiento de los sensores de posición. Comenzamos a montar los circuitos en nuestro protoboard establecidos como nuestro docente nos explicó durante la clase una vez listo el circuito conectamos el galvanómetro a la fuente regulamos el voltaje y su salida a un voltímetro digital. Y junto con el Potenciómetro lineal empezamos a medir nuestro espesor de cada moneda.

Una vez Medido el espesor de una moneda con el potenciómetro lineal sacamos los siguientes cálculos estos son los cálculos reales y los medidos tabulamos los resultados. con esto Verificáramos el correcto funcionamiento del dispositivo que fue utilizado

Comenzamos armar el siguiente circuito conectando los sensores inductivos de acuerdo al diagrama presentado por el docente verificando el correcto funcionamiento del dispositivo.

Determinamos el alcance de los sensores inductivos según el material a detectar. Para esto aproximaremos cada una de las placas de materiales de cobre, aluminio y bronce hasta que el sensor detecte su presencia, medir la distancia de detección y tabular los resultados.

Tabularemos los datos obtenidos en esta práctica y comprobaremos el el alcance del sensor y el diámetro del sensor

4. Resultados y Discusión: POTENCIÓMETRO LINEAL Los potenciómetros lineales ELAP son una de las formas más económicas de medir distancia o desplazamiento. Son sensores de distancia resistivos que incorporan un cursor arrastrado por un vástago sobre una pista resistiva plástica, que provoca una variación de resistencia en los terminales de salida. Los potenciómetros lineales los podemos encontrar en diferentes rangos hasta los 1000mm, según las series. También según las series, se dispone de modelos tipo palpador o doble rótula, así como accesorios de acoplamiento flexible, punta palpadora o rótula.

PRACTICA: Tipo de moneda 1 centavo 5 centavos 10 centavos 25 centavos 50 centavos 1 dólar

Medida real (espesor) 1,52 mm 1.95 mm. 1.35 mm 1.75 mm 2.15 mm 2.00 mm

Medida obtenida(espesor) 1,50mm 1,90mm 1,30mm 1,70mm 2,10 1,95mm

Para poder medir correctamente la distancia o el desplazamiento de cualquier objeto se debe tomar en primer lugar algún elemento como referencia para que los demás salgas valores cercamos o iguales al obtenido en la investigación, en este caso lo utilizamos para medir el espesor de algunas monedas del cual en primer lugar utilizamos una moneda de referencia en este caso fue el de un centavo donde lo regulamos a la medida investigada con anterioridad y luego fuimos midiendo moneda por moneda y se pudo visualizar que en si variaron unos 0,05 al original. SENSORES DE POSICIÓN INDUCTIVO Un sensor de proximidad inductiva puede detectar objetos metálicos que se acercan al sensor, sin tener contacto físico con los mismos. Los sensores de proximidad inductivos se clasifican más o menos en los siguientes tres tipos, de acuerdo con su principio de funcionamiento: el tipo de oscilación de alta frecuencia que utiliza la inducción electromagnética; el tipo magnético que emplea un imán; y el tipo de capacitancia que aprovecha los cambios en la capacidad eléctrica.

Practica: MATERIALES Aluminio Cobre Bronce Hierro

DISTANCIA (MM) 3 mm 3,5 mm 2 mm 4 mm

Del cual en el momento de la práctica se acercó cada material al sensor y en si el sensor pudo detectar al material a ciertas distancias, tomando en cuenta en si las característica del material por eso en ciertos materiales lo detecto a mayor distancia que entro entre ellos tenemos al hierro que lo detecto a 4mm de distancia mientras que el bronce con apenas 2 mm.

5. Cuestionario de Investigación: a) Graficar la curva característica del sensor potenciométricos para medir espesor, determine sus características estáticas (Rango, alcance, sensibilidad, linealidad) Tipo de moneda 1 centavo 5 centavos 10 centavos 25 centavos 50 centavos 1 dólar

Medida real (espesor) 1,52 mm 1.95 mm. 1.35 mm 1.75 mm 2.15 mm 2.00 mm

Medida obtenida(espesor) 1,50mm 1,90mm 1,30mm 1,70mm 2,10 1,95mm

Medida Real 2.15

1.95 1.52

1.75

2.00

1.35

1 CENTAVO 5 CENTAVOS 10 CENTAVOS25 CENTAVOS50 CENTAVOS

1 DÓLAR

Medida Obtenida 2.10

1.90 1.50

1.70

1.95

1.30

1 CENTAVO 5 CENTAVOS 10 CENTAVOS25 CENTAVOS50 CENTAVOS

1 DÓLAR

b) Si la medida del espesor de las monedas en lugar de expresarse en milímetros, esta debe presentarse en pulgadas, ¿Qué procedimiento deberá seguirse? En caso que se necesite las medidas en pulgadas en si simplemente se debe realizar la conversión necesaria.

Tipo de moneda 1 centavo 5 centavos 10 centavos 25 centavos 50 centavos 1 dólar

Medida real (pulgada) 5.98 Pulg 0.07 pulg 0.05 pulg 0.06 pulg 0.08 pulg 0.07 pulg

Medida obtenida(pulgada) 45.27 pulg 7.48 pulg 5.11 pulg 6.69 pulg 8.26 pulg 7.67 pulg

c) ¿Qué tipo de salida tienen los sensores inductivos utilizados? PNP 1. Marrón + 2. Negro out 3. Azul –

d) ¿Cuál es la relación entre el diámetro del sensor inductivo y su alcance? El diámetro del sensor inductivo es inversamente proporcional al alcance alcance =

Sobj SSt

e) ¿Qué material puede detectarse a mayor distancia con un sensor inductivo? En el caso de la práctica realizada con diferentes tipos de materiales ya sea de ronce, cobre, hierro y aluminio el material del cual fue detectado a mayor distancia fue el material de hierro debido a sus características internas del material. 6. Conclusiones: Se puede llegar a la conclusión que por medio de esta práctica realizada anteriormente se puede confirmar todo lo visto con anterioridad en la parte teórica. Tomando en cuenta los 2 dispositivos que utilizamos ya sea el potenciómetro lineal para poder medir el Espesor de una moneda en este caso tomando como referencia con anterioridad el espesor de una moneda y con el sensor para conocer saber a distancia el sensor tiene la capacidad de detectar

7. Recomendaciones   

Los equipos de medición manipularlos con precaución ya que son frágiles y de configuración sensible. Se recomienda no variar el voltaje de la fuente ya que puede primero quemar el circuito y a su vez a los sensores. Se recomienda que los terminales del sensor para materiales de acero estén acordes para su instalación en la protoboard ya que no pueden ingresar en las ranuras.

  

Se recomienda tener más de un sensor inductivo esto permitirá tener la mayor confianza en la práctica. Tenemos que manipular todos los elementos electrónicos en un ambiente limpio ya que son delicados. El barómetro tenemos que calibrarlo para tener exactitud y su escala es importante para en cada caso de medición.

8. Bibliografía (APA) 

Moreno, M. V. R., & Muñoz, D. G. R. (2011). Sensor de acoplamiento inductivo para la medida de pulsos de corriente de alta frecuencia. Aplicación para la medida y detección de descargas parciales. Departamento de Ingeniería Eléctrica.

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Areny, R. P. (2004). Sensores y acondicionadores de señal. Marcombo.

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Fernández Amador, G. (2005). Sensores magnéticos e inductivos.