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Universidad Tecnológica de Puebla. Sistemas Hidráulicos y Neumáticos. Investigación de Sensores y Transductores. Profesor: Hernández Lazcano Ricardo. Integrantes: Soto Núñez José Rubén Tlapaya Capultitla Efraín Santiago Toxqui Jorge Pérez Flores Brayan Rojas Rojas Ángel Daniel Paquini García Erik David

19 de febrero del 2020

Objetivo General. Identificar cada tipo de sensor de acuerdo a su uso aplicación además de encontrar las unidades de medición que tiene cada tipo de sensor con el fin de entender su funcionamiento que aplica en su uso de cada sensor con el fin de que nos ayude dentro de un futuro en cuestión en lo laboral.

Sensores de temperatura. Objetivo: Estudiar las características básicas de diferentes termómetros y sensores de temperatura. Calibrar alguno de dichos sensores. Usar el termómetro calibrado en experimentos de transferencia de calor. ¿Qué es un sensor de temperatura? Un sensor de temperatura es un sistema que detecta variaciones en la temperatura del aire o del agua y las transforma en una señal eléctrica que llega hasta un sistema electrónico. Esta señal conlleva determinados cambios en ese sistema electrónico para la regulación de la temperatura. También conocido como sonda de temperatura. Primeramente, y como es obvio, cuenta con un elemento sensor (cuyos tipos pasaremos a ver en este post). Además de este elemento, se compone de una vaina de material conductor en su interior y un cable que conecta al sistema electrónico en cuestión. Una vez se comprende un poco mejor cómo se lleva a cabo el control de temperatura a través de estos sistemas, es el momento de pasar a ver los tipos de sensores de temperatura existentes en la actualidad.

APLICACIONES Transporte: En los diferentes medios de transporte se requiere tener un control confiable de la temperatura, ya sea por comodidad o por el tipo de carga que se lleva, como pueden ser alimentos, productos químicos, etc. Maquinaria o equipos: Compresores, sistemas hidráulicos, maquinaria industrial, robótica, reactores químicos, nucleares, etc. Es decir, en los diferentes campos de la industria en los que constantemente se aplican procesos que exigen un control preciso de las temperaturas involucradas.

Aire acondicionado y refrigeración: En la vida cotidiana se necesita constantemente un control adecuado de la temperatura del ambiente, por ejemplo mediante el aire acondicionado, la refrigeración o la calefacción en diferentes lugares dependiendo de la necesidad.

UNIDADES DE MEDIDA Inventor Thomas Johann Seebeck (1770 - 1831) Físico y médico alemán. Perteneció a la Academia de Ciencias de Berlin. En 1821-22 descubrió la termoelectricidad y la pila termoeléctrica. Descubrió el efecto que lleva su nombre, que consiste en el paso de la corriente a través de un circuito formado por dos metales distintos cuyas uniones se mantienen a temperaturas distintas y que es el fundamento de los termopares. Efecto Seebeck: Cuando las uniones de dos conductores se unen por sus extremos para formar un circuito, y se colocan en un gradiente de temperatura, manifiesta un flujo de calor y un flujo de electrones conocido como corriente Seebeck.

La fuerza electromotriz (FEM) que genera la corriente se conoce como fuerza electromotriz de termopar o tensión de Seebeck. El coeficiente Seebeck (S) se define como la derivada de dicha tensión (E) con respecto a la temperatura (T):

S = dE / dT

Efecto Peltier: Descubierto par Jean C. A. Peltier en 1834, consiste en el calentamiento a enfriamiento de una unión entre dos metales distintos al pasar corriente por ella. Al

invertir el sentido de la corriente se invierte también el sentido del flujo de calor. Este efecto es reversible e independiente del contacto. Depende solo de la composición y de la temperatura de la unión. Efecto Thompson: Descubierto por William Thompson (Lord Kelvin) en 1847-54, consiste en la absorción a liberación de calor por parte de un conductor homogéneo con temperatura no homogénea por el que circula una corriente. El calor liberado es proporcional a la corriente y por ello, cambia de signo al hacerlo el sentido de la corriente. Se absorbe calor si la corriente y el calor fluyen en direcciones opuestas, y se libera calor si fluyen en la misma dirección. La magnitud de la FEM depende de los materiales de los conductores utilizados por el termopar y de sus condiciones metalúrgicas. Subsecuentes cambios en la composición del material causados par contaminación, mecanismos extraños, o choques termales influyen y modifican la FEM Con el tiempo y el uso, la degradación del termopar es inevitable, por lo que un esquema de: calibración inicial, verificaciones regulares y reemplazo eventual, debe ser establecido. Si por razones prácticas la longitud de los termopares se incrementa, esta será hecha por el empleo de la extensión correcta. El cable de extensión consiste de conductores hechos nominalmente del mismo material de los conductores del termopar. Con el fin de dar un mayor tiempo de vida al termopar, su alcance de medición debe respetarse, éste depende del grosor de los alambres (calibre AWG). PRINCIPIO DE OPERACION DE UN SENSOR DE TEMPERATURA La mayoría de los sensores de temperatura funcionan aprovechando una característica física de algunos materiales conductores y semiconductores, estos materiales son capaces de variar la resistencia eléctrica en función de la temperatura ambiente, gracias a este principio podemos describir el funcionamiento de un sensor de temperatura de cualquier tipo. Existen materiales semiconductores con coeficiente de temperatura negativo (Cuando aumenta la temperatura la resistencia disminuye) y otros con coeficiente de temperatura positivo (Cuando aumenta la temperatura la resistencia aumenta). Bajo este principio se fabrican elementos circuitales conocidos termistores, son elementos capaces de variar su resistencia en función de la temperatura, existen dos tipos distintos. NTC (Coeficiente de temperatura negativo) PTC (Coeficiente de temperatura positivo) Según el material que se utilice la curva de Resistencia – Temperatura sera diferente, por ejemplo si utilizamos cobre, niquel o platino el comportamiento sera bastante lineal

(a estos se los conoce como RTD), mientras que si utilizamos oxido férrico u oxido de cobalto la curva sera hiperbolica. Conclusión: El un detector de temperatura es muy útil y se encuentra en una gran variedad de equipos industriales

Sensor de nivel. Objetivo: Conocer los instrumentos de nivel de líquidos y sólidos y las aplicaciones particulares de las que son objeto. Conocer los instrumentos de nivel de líquidos y sólidos y las aplicaciones particulares de las que son objeto. Comparar las distintas características técnicas de estos instrumentos de medición de nivel. Comparar las distintas características técnicas de estos instrumentos de medición de nivel. Los sensores de nivel se utilizan para medir todo tipo de sustancia fluyente ya sea en estado líquido o sólido, es decir, líquidos en general, materiales de consistencia pastosa, granulada, etc. Estos miden en qué punto o puntos se encuentra determinada sustancia respecto a un parámetro determinado.

Aplicaciones. Control del nivel de llenado en silos de grava: Las minas de grava a cielo abierto contienen materiales de construcción como arena, roca fragmentada y grava. Estos materiales se excavan a profundidades de hasta 50 m y se deben almacenar de forma adecuada hasta que se puedan transportar a otro lugar. Las cintas transportadoras llevan los materiales de construcción a los silos. Los sensores detectan si se alcanza el nivel de llenado máximo. Control de vehículos de residuos: Los sensores que se utilizan en vehículos como camiones de recolección de basura deben ser muy resistentes para garantizar un funcionamiento seguro. Detección de palets en montacargas elevadores: Con los sensores, es posible determinar si la horquilla cuenta con un palet y hasta qué punto está dentro en él. Producción de placas de circuitos impresos: Los sensores ayudan a controlar de manera fiable el proceso de producción de estas placas de circuitos impresos tan sensibles. Detección de botellas en máquinas de llenado de bebidas: En las zonas de salida de máquinas sopladoras de botellas de PET y máquinas de lavado de botellas, se detecta cada una de ellas a fin de garantizar el flujo del proceso.

La protección antichoques en plataformas de trabajo aéreas: Los sensores protegen el funcionamiento de este equipo. Detección del nivel de llenado de productos a granel: Los sensores supervisan el proceso a fin de impedir el rebosamiento de los contenedores. Unidades de medición.

Su unidad es en Pascales

Su unidad es en Pascales

Su unidad es en metros/s

Principio de Operación. El sensor detecta el nivel del líquido en tanques y depósitos en el punto donde esté instalado, indicando mediante una señal ON/OFF cuando se ha alcanzado el nivel de llenado, vaciado u otro definido en proyecto. Debido a estar fijados en un punto del depósito, los sensores de nivel no son influenciados por las ondulaciones y vibraciones, asegurando una mejor fiabilidad y repetibilidad en comparación con otros tipos de detectores de nivel, tales como las antiguas boyas de nivel. Los sensores conmutan cargas hasta 20W, que es suficiente para señalizar el nivel con una lámpara o alarma acústica, en los sistemas de control digital (Arduino,

microcontroladores, convertidores de frecuencia) o para accionar relés, PLC y contactores. Conclusión de sensor de nivel: En esta investigación entendimos de qué manera se ocupan estos sensores de nivel en la industria de tal forma ya sabemos cuáles son sus unidades de medición para diferentes casos, lo cual esta investigación nos ayudó a aprender más acerca de los sensores de nivel

Sensor de Caudal. Objetivo. Conocer varios métodos empleados para medición de caudal. Estudiar el funcionamiento de los dispositivos de restricción para medir caudal: Venturi y placa orificio, y del medidor de flujo lineal de flotador conocido como rotámetro. Los sensores de caudal recogen las velocidades del flujo de aire o líquidos. Unidades de medida Un caudalímetro es un instrumento de medida para la medición de caudal o gasto volumétrico de un fluido o para la medición del gasto másico. El gasto másico, flujo másico o caudal másico es la magnitud física que expresa la variación de la masa con respecto al tiempo en un área específica. En el Sistema Internacional se mide en unidades de kilogramos por segundo, mientras que en el sistema anglosajón se mide en libras por segundo. Se usa frecuentemente en sistemas termodinámicos como tuberías, toberas, turbinas, compresores o difusores.

Aplicaciones Un ejemplo de caudalímetro eléctrico lo podemos encontrar en los calentadores de agua de paso que lo utilizan para determinar el caudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque a diferentes niveles. Los sensores de caudal para líquidos funcionan por ejemplo sobre la base de ultrasonidos. Sensores de caudal para profesionales para la inspección y control Esta medición sin contacto tiene la ventaja que los sensores no están expuestos a golpes de ariete y medios sólidos. Por otro lado, los sensores de caudal son utilizados en el sector de calefacción, ventilación y climatización para el análisis de la velocidad del aire. Mediciones que usan el principio manométrico de una película térmica permiten trabajar en un amplio rango de temperatura y caudal

Neumática: Para aplicaciones de ventosas y eyectores. Motor: el carburador aspira el carburante por efecto Venturi, mezclándolo con el aire (fluido del conducto principal), al pasar por un estrangulamiento. Hogar: En los equipos ozonificadores de agua, se utiliza un pequeño tubo Venturi para efectuar una succión del ozono que se produce en un depósito de vidrio, y así mezclarlo con el flujo de agua que va saliendo del equipo con la idea de destruir las posibles bacterias patógenas y de desactivar los virus y otros microorganismos que no son sensibles a la desinfección con cloro. Tubos de Venturi: Medida de velocidad de fluidos en conducciones y aceleración de fluidos.

Acuarofilia: En las tomas de bombas de agua o filtros, el efecto Venturi se utiliza para la inyección de aire y/o CO2.

Principio de operación Gracias a los estudios postulados por Michael Faraday, se pudo no solamente aplicar estos descubrimientos a las telecomunicaciones, sino también a la medición de fluidos en movimiento. Para entender un poco mejor el principio de funcionamiento de los caudalimetros electromagnéticos, veremos con mayor detalle la ley de Faraday:

Ley de Inducción de Faraday:

ΔE=D.V.B

Esta ley nos indica que, si a un conductor de diámetro D lo movemos dentro de un campo magnético B a una velocidad V, obtendremos una fem inducida (voltaje) a lo ancho de este conductor. Dicho de otra manera y acercándonos mas a nuestros intereses, si nosotros generamos un campo magnético a lo ancho del perfil de flujo de un cierto fluido, obtendremos un voltaje. Y mas importante aun, este voltaje sera proporcional a la velocidad de ese fluido. Conociendo este voltaje y el diámetro del perfil de flujo del fluido podremos obtener fácilmente el caudal del mismo.

Los sensores de caudal recogen las velocidades del flujo de aire o líquidos. Los sensores de caudal usan diferentes principios de medición. Otra manera de medir los canales de velocidad del aire es a través de sensores en cruz. Estos tienen como señal de salida una presión diferencial, que es proporcional a la velocidad del flujo de aire. Con la ayuda de las unidades de análisis conectadas (sensores de presión diferencial) permite calcular la velocidad del flujo de aire y el volumen de flujo. Debido a que muy a menudo es necesario el análisis de la velocidad del aire, existen en la práctica muchos otros métodos de medición Con frecuencia en los procesos industriales es necesario determinar la velocidad del flujo de aire o líquidos con la ayuda de sensores de caudal. Para ello se usan diferentes métodos de medición. Para determinar la velocidad del flujo de aire, lo más sencillo es dejar que el aire fluya a través de una rueda alada, y contar las revoluciones de la rueda alada. Este sistema tiene algunas desventajas. Las ruedas aladas son muy sensibles a cargas mecánicas. Si el medio contiene sólidos, estos pueden destruir estos sensores de caudal. Además, las ruedas aladas presentan una resistencia relativamente alta y causan una bajada de presión. Otros sensores de caudal miden la presión diferencial entre la presión estática y la dinámica, calculando la velocidad actual del medio. Otros métodos de medición usan el enfriamiento del aire que pasa a través, o usan como base el ultrasonido. Conclusión sensor de caudal: En conclusión los sensores de caudal son muy importantes para varios sistemas que requieren un manejo y control de fluidos u otras cosas. Nos sirven de mucho para así no mal gastar el producto y regularlo también para que tengamos un registro y así poder actuar sobre eso.

Sensor de presión. Objetivo. Conocer sus características de uso: rango de presiones, velocidad de respuesta, precisión, tipo de contacto fluido (de gas, de líquido), etc. Conocer los sistemas de adquisición de datos: visuales (tubo en U, tubo Bourdon), eléctricos (membranas, cristales), automatizados (conversor A/D, PC I/O, SW, etc.).Conocer otras aplicaciones de la medida de presión: termometría de presión de gas ideal, termometría de presión de vapor, caudalímetros de pérdida de carga y de presión dinámica, etc. Un sensor de presión es un instrumento compuesto por un elemento detector de presión con el que se determina la presión real aplicada al sensor y otros componentes como gases y líquidos que convierten esta información en una señal de salida. Los sensores de presión también pueden denominarse transductores de presión, transmisores de presión, registradores de presión, indicadores de presión, piezómetros y manómetros, entre otros nombres.

Aplicaciones. Medición de presión La presión es la magnitud de interés y se expresa como fuerza por unidad de superficie. Tiene utilidad en instrumentos meteorológicos, aeronaves, automóviles o cualquier otra máquina cuya funcionalidad dependa de la presión. Medición de altitud Tiene utilidad en aeronaves, cohetes, satélites, globos sonda y muchas otras aplicaciones. En todas ellas se utiliza la relación entre los cambios en la presión relativa y la altitud. Los sensores de presión barométrica que se emplean para medir la altitud tienen una resolución mejor que 1 metro, lo cual es sensiblemente mejor que la de los sistemas GPS su resolución de altitud es de en torno a 20 metros. Medición de caudal Utilización de sensores de presión conjuntamente con el efecto Venturi para medir caudales, se mide la presión diferencial entre dos segmentos de un tubo Venturi con distinta sección, la diferencia de presión entre los dos segmentos es directamente proporcional a la velocidad de caudal a través del tubo Venturi. Esta diferencia de presión es relativamente pequeña y casi siempre requiere el uso de un sensor de baja presión. Medición de nivel / profundidad Se puede utilizar un sensor de presión para calcular el nivel de un fluido, esta técnica se utiliza habitualmente para medir la profundidad a la que se encuentra un cuerpo sumergido como un submarinista o un submarino o el nivel de llenado de un depósito. Detección de fugas Se puede utilizar un sensor de presión para detectar la pérdida de presión causada por fugas en un sistema. El principio consiste en comparar una fuga conocida por diferencia de presión o en utilizar un sensor de presión para medir los cambios de presión a lo largo del tiempo.

Unidades de medida. Normalmente se mide en unidades de fuerza por unidad de superficie. La unidades que se utilizan habitualmente son el pascal (Pa), el bar (bar), el N/mm2 o la psi (libras por pulgada cuadrada) De igual manera la presión puede ser absoluta, manométrica, relativa normalizada o diferencial. Los sensores de presión absoluta miden la presión con respecto a una cámara de referencia (cercana al vacío).

Los sensores de presión manométrica o sensores de presión relativa se emplean para medir la presión en relación con la presión atmosférica presente en ese momento. Los sensores de presión relativa normalizada o de referencia constante son como los sensores de presión relativa que miden la presión con respecto a una presión fija, en lugar de con respecto a la presión atmosférica existente. Los sensores de presión diferencial determinan la diferencia entre dos presiones y se pueden utilizar para medir caídas de presión, niveles de fluidos y caudales. Principios de operación de un sensor Los sensores de presión utilizan distintas tecnologías para proporcionar resultados precisos. Los sensores de presión con tecnología de galgas extensométricas tienen un elemento de detección de la presión al que se adhieren galgas metálicas o en el que se aplican galgas de película estrecha mediante pulverización el cual puede ser una membrana o en el caso de los cuerpos de medición con galgas de lámina metálica también se puede utilizar un elemento de tipo tubular. Las principales ventajas de este diseño de tipo tubular monolítico son un aumento de la rigidez y la capacidad de medir presiones muy elevadas hasta 15.000 bar. La conexión eléctrica normalmente se establece a través de un puente de Wheatstone, que proporciona una buena amplificación de la señal y resultados de medición precisos y constantes. Los sensores de presión capacitivos utilizan una cavidad de presión y una membrana para formar un condensador variable, la membrana se deforma cuando se aplica presión y la capacidad se reduce de manera proporcional. Este tipo de sensores están limitados a presiones bajas, hasta alrededor de 40 bar. Los sensores de presión piezorresistivos consisten en una membrana principalmente de silicio con galgas extensométricas integradas que detectan la deformación derivada de la presión aplicada, estas galgas extensométricas se suelen configurar formando puente de Wheatstone, para reducir la sensibilidad e incrementar la potencia de la salida. Debido al material utilizado, pueden utilizarse hasta presiones en torno a 1000 bar. A diferencia de las tecnologías antes señaladas, cuyo principio de funcionamiento se basa en la deflexión de un cuerpo de medición, los sensores de presión resonantes utilizan los cambios en la frecuencia de resonancia en un mecanismo de detección para medir el esfuerzo provocado por la presión aplicada. En algunos casos, estos sensores son sensibles a los impactos y las vibraciones. Otros sensores de presión que tampoco emplean un cuerpo de medición son los sensores térmicos o de ionización, que miden la presión aplicada a partir de cambios

en la conductividad térmica como consecuencia de cambios en la densidad de un caudal de partículas cargadas.

Sensor de velocidad Objetivo: Saber cómo se comporta un sensor de velocidad y posición sus diferentes aplicaciones en la vida diaria aparte de saber cómo funciona a partir de su sistema mecánico en específico diferenciar entre otros tipos de sensores y algunos que a pesar de que se parecen no son los mismos pues ocupan otro tipo de operación ¿Qué es un sensor de velocidad?  Un sensor de velocidad o Vehicle Speed Sensor en sus siglas en inglés, es la pieza de tu vehículo encargada de transmitir la información de velocidad (gracias a que es un captador magnético), al motor a través de la computadora, es decir este sensor envía corriente alterna a la ECU y esta la interpreta como velocidad del automóvil. El sensor de velocidad se encuentra ubicado en donde anteriormente iba el cable del velocímetro, específicamente sobre el trans-eje. Ciertamente los sensores de velocidad tienen algunas ventajas, como por ejemplo: son resistentes a las impurezas, vibraciones y golpes, además de ello los sensores no requieren de mantenimiento. Unidades de medida de un sensor de velocidad Los sensores de velocidad de rotación y de velocidad lineal miden el ángulo descrito o el espacio recorrido por unidad de tiempo. En ambos casos de aplicación en el automóvil se trata generalmente de magnitudes de medición relativas que aparecen entre dos piezas o también en relación con la calzada u otro vehículo. En algunos casos, sin embargo, hay que medir también la velocidad de rotación absoluta en el espacio o alrededor de los ejes del vehículo (giro sobre si mismo y vuelco), parámetro designado a menudo "velocidad de convolución". } Para la detección de la velocidad de rotación relativa se hace una distinción, según el número y el tamaño de las marcas periféricas exploradas de un rotor. Sensor incremental de paso estrecho, que permite detectar también hasta cierto grado la velocidad instantánea periférica y/o una subdivisión angular muy fina, Sensor segmentado, que distingue un pequeño número de segmentos periféricos Sensor de velocidad de rotación sencillo, que con la ayuda de una sola marca detecta únicamente la velocidad de rotación media por vuelta. La medición se efectúa generalmente con la ayuda de un sistema detector incremental, compuesto de rueda dentada y sensor tacométrico. Son además nuevas aplicaciones: • medición de velocidades de rotación por medio de sensores tacométricos integrados

en los cojinetes (cojinetes de rueda, módulo de retén de aceite en el cigüeñal), • velocidad en relación con el suelo, • velocidad de giro del vehículo alrededor de su eje longitudinal (alzable) y del eje de cabeceo (protección contra el vuelco).

Principios de medición. Los sensores tacométricos convencionales se basan en efectos de medición grandes. Por eso son en la mayoría de los casos eléctricamente "pasivos", es decir, no poseen generalmente ninguna electrónica integrada. Los sensores más recientes se basan en efectos de medición muy pequeños (p. ej. los basados en el efecto Hall) y requieren por tanto una electrónica integrada. Estos sensores se denominan "inteligentes" (llamados a menudo también sensores "activos"). Los detectores de velocidades de rotación absolutas (velocidad de convolución o de girar sobre si mismo, también el vuelco) requieren incluso una electrónica muy compleja directamente en el sensor, pues los efectos de medición aquí utilizados no sólo son muy pequeños, sino que necesitan también una compleja regeneración de las señales. Dentro de los sensores de rotación podemos encontrar los sensores "inductivos" y los "magnetostáticos (efecto Hall).

Aplicaciones. A la propiedad que tiene de convertir la forma de energía en otra diferente, se le han buscado diferentes aplicaciones, en la industria aeroespacial, Industria automotriz, Medicina, Robótica, etc. En mecánica Los vehículos utilizan multiplexación al compartir información de la velocidad del vehículo entre los módulos. La asistencia variable (VAPS) dirección Asistida, se basa en sensores de velocidad VSS (Vehicle Speed Sensor) en la entrada, para la regulación de la presión de la dirección hidráulica, consiguiendo una mayor asistencia a velocidad baja, de esta manera las maniobras de aparcamiento son más fáciles. El ABS (Anti-Lock Brake System) utiliza la información de VSS para saber cuándo una rueda está bloqueada, liberando presión de ella para mantener la estabilidad direccional. Tipos de transductores que miden la velocidad lineal y angular Dinamo tacomética, enconder digital, detector inductivo, servo inclinómetro y giroscópio. Gracias a las aplicaciones diferentes que posee, hacen la conducción más segura Y cosas que se ven tan normales hoy día como los viajes espaciales y el mundo de la robótica, serían impensables. En estas páginas hay fotos y comentarios de diferentes tipos de sensores Foromtb.com y Mediateca.educa.madrid.org

¿Qué es un sensor de posición? Los sensores de posición los podemos encontrar como posición lineal y posición angular y permiten determinar la ubicación de un objeto. Estos sensores es común que se le adapte una electrónica especial para determinar con exactitud la ubicación. Los sensores de desplazamiento lineal son dispositivos que permiten controlar la posición de un elemento móvil a lo largo de un eje, o medir separaciones/distancias entre puntos en sistemas mecánicos de propósitos diversos. Las carreras (rangos de medida) van desde los 10mm hasta los 4250mm, según modelos. Todos ellos presentan una excelente linealidad de respuesta, con resoluciones de hasta 1µm. Son dispositivos preparados para trabajar un gran número de ciclos sin perder sus cualidades. En algunos casos, la vida media estimada (MTTF) llega hasta los 23 años. Si pensamos en posición angular, los sensores de posición angular de tipo magnético son la principal tecnología, puesto que están pensados para la medida de posición angular mediante tecnología magnética. Los sensores de posición angular magnéticos cuentan con dos elementos principales, un detector y un emisor, el emisor es principalmente un imán que al variar su posición, también lo harán sus polos. Por este principio de funcionamiento, contamos con un sensor de ángulo absoluto.

Unidades de medida de un sensor de posición. Los sensores de posición se usan en el reconocimiento de objetos. Dependiendo del material a ser detectado, para conseguir un registro seguro y sin contacto de los objetos, se usan diferentes sensores. Los sensores inductivos son capaces de reconocer objetos metálicos. El rango de detección depende por lo tanto del modelo de sensor seleccionado. Los sensores capacitivos se usan para el reconocimiento de objetos, independientemente de las propiedades materiales de estos. En contraste con los sensores inductivos, para determinar la posición no es evaluado el campo magnético, sino la variación de la capacidad en un campo eléctrico. En aplicaciones, en las cuales se necesitan grandes áreas de detección, se usan sensores de ultrasonidos con una alta distancia de barrido. Ademas, hay sensores ópticos, tales como las barreras fotoeléctricas y los sensores fotoeléctricos de reflexión directa o con sistema réflex, los cuales son usados para el reconocimiento de objetos en procesos de posicionado continuo. Usos de sensor Implantación industrial

La ventaja de los sensores reside en la detección sin necesidad de contacto con los componentes. Es posible, gracias a la compatibilidad de mecanismos, el reemplazar antiguos interruptores de posición o final de carrera por sensores.

    

Los sensores de posición se encuentran, gracias a su facilidad de montaje y a sus múltiples aplicaciones en el sector industrial, en sectores como: Industria alimentaria Tecnología de envasado Construcción de maquinaria e instalaciones industriales Producción de papel Industria del plástico

Conclusión. Que los sensores de velocidad y posición son un elemento muy útil en sistemas de trabajo porque gracias a sus características podemos mejorar nuestro trabajo haciéndolo más fácil y eficiente gracias a este tipo de sensores la industria ha crecido de manera exponencial

Sensor de proximidad Objetivo: El objetivo de esta investigación es entender cómo es que funciona un sensor de proximidad y cuáles son algunas de sus aplicaciones Los sensores de proximidad son módulos que se utilizan para detectar la presencia de objetos cercanos sin necesidad de contacto físico. Se utilizan en muchas aplicaciones, tales como sistemas de transporte, pantallas táctiles, sensores de aparcamiento, sistemas de advertencia y dispositivos móviles. Los sensores de proximidad utilizan una serie de métodos de detección físicos que incluyen el acoplamiento capacitivo, captador inductivo, infrarrojo, foto detección de luz ambiental, ultrasonido y efecto Hall. Los sensores capacitivos detectan la presencia de un área conductiva que altera un campo eléctrico existente. La adición de acoplamiento de carga o cambio en el dieléctrico efectivo de la capacitancia existente crea un cambio que es posible detectar. Esta técnica se utiliza para detectar la capacitancia cuerpo humano como una entrada (y el ejemplo son los sensores de capacitor transparente delgados de óxido de indio transparente utilizados en muchas pantallas táctiles). También pueden ser utilizados para la detección de humedad y el nivel de fluido. Los sensores de proximidad inductivos detectan cambios en la resistencia magnética (reluctancia). Un bucle de inducción detecta los cambios en la composición del material del flujo magnético que viaja y por el que crea la resistencia. Estos son sensores extremadamente reforzados utilizados en aplicaciones industriales, sensores de rotación, detectores de metales y control de semáforos. Los sensores de efecto Hall

funcionan de manera similar a la detección inductiva, pero utilizan desviación de electrones provocada por las fuerzas de Lorentz creadas por un campo magnético. Los detectores de proximidad infrarrojos son una combinación de un LED emisor, lente direccional, lente receptor y una matriz foto detectora. El rango de detección se detecta típicamente por el ángulo del haz de incidente sin tener en cuenta la intensidad de la luz reflejada. Por lo general, tienen una configuración de rango ajustable y se utilizan en aplicaciones como la fabricación de líneas de montaje. Los foto detectores de luz ambiental son de construcción similar, pero pueden carecer de la capacidad de hallazgo del rango. Los sensores de proximidad ultrasónicos se utilizan en aplicaciones industriales y médicas que requieren una alta precisión. Transmiten y reciben formas de onda acústica con un transductor ultrasónico con un mecanismo similar al utilizado en sistemas de sonar y radar. La energía de la onda reflejada desde los objetos se detecta y se analiza para determinar la distancia. Tienen la ventaja de poder ser utilizados en aplicaciones donde no se puede usar la foto detección, por ejemplo detección clara de objetos. También se puede usar para detectar límites de fluido o en aplicaciones como el escáner de ultrasonido del embarazo. En conclusión los sensores de proximidad: No necesitan tener contacto físico para completar su función. Existen diversos tipos de dichos sensores como los inductivos, capacitivos, de infrarrojo y los ultrasónicos y todos ellos tienen aplicaciones distintas.

Problemario. 1. ¿Qué es un sensor de temperatura? Es un sistema que detecta variaciones en la temperatura del aire o del agua y las transforma en una señal eléctrica que llega hasta un sistema electrónico 2. ¿De qué otra manera se le conoce al sensor de temperatura? Sonda de temperatura 3. Describe una aplicación del sensor de temperatura Maquinaria o equipos: Compresores, sistemas hidráulicos, maquinaria industrial, robótica, reactores químicos, nucleares, etc. Es decir, en los diferentes campos de la industria en los que constantemente se aplican procesos que exigen un control preciso de las temperaturas involucradas. 4. A que se refiere con el Efecto Seebeck

Cuando las uniones de dos conductores se unen por sus extremos para formar un circuito, y se colocan en un gradiente de temperatura, manifiesta un flujo de calor y un flujo de electrones conocido como corriente Seebeck. 5. Que significan las siglas FEM Fuerza Electromotriz 6. Que significan las siglas NTC Coeficiente de temperatura negativo 7. Que significan las siglas PTC Coeficiente de temperatura positivo 8. ¿Qué es un sensor? Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. 9. Mencione 3 características que debe tener un sensor.  Rango de medida.  Precisión  Sensibilidad de un sensor. 10. El funcionamiento de un caudalímetro depende de: -viscosidad del fluido -régimen del fluido -estado del fluido -densidad del fluido 11.Un tubo de Pitot, para canal abierto, de 5 mm de diámetro se introduce en el interior de agua en movimiento, con la medida de medir su velocidad, y luego se introduce, bajo las mismas condiciones otro de 10 mm de diámetro, entonces la tura alcanzada en el segundo tubo es Igual al primero. 12. El segmento horizontal de un tubo de Pitot es importante para Alinear el sensor 13.

Un

tanque

de

200

litros

se

llena

en

3

minutos.

¿Cuál

es

el

caudal

del

flujo

que

ingresa

al

tanque?

Planteamos la fórmula de caudal y reemplazamos por los valores dados en el ejercicio.

14. Por el extremo de un caño de sección circular de 2 cm de diámetro sale agua a una velocidad de 0,5 m/s. Determinar el caudal. Solución Pasamos la velocidad a una unidad más pequeña (dm/s) para facilitar las cuentas.

Calculamos la superficie transversal del caño. En primer lugar calculamos el radio como la mitad del diámetro, lo que nos da 1 cm.

Pasamos

la

superficie

a

dm2

Planteamos la fórmula de caudal y reemplazamos por los valores calculados:

15. ¿Cuál es la presión ejercida por una fuerza de 120 N que actúa sobre una superficie de 0.040 metros cuadrados?

 ? Reemplazando estos datos en nuestra fórmula tenemos:  Resultado: 

16. Una persona de 84 kg se para sobre la losa de una casa que tiene por superficie 225 metros cuadrados. ¿Cuál será la presión que esta persona ejerce sobre la losa?

Es decir que el peso es el producto de la masa multiplicada por la gravedad y con ello obtendremos la fuerza que necesitamos, por lo que:

 Resultado: 

17. En una prensa el émbolo mayor tiene un diámetro de 40 cm, y el émbolo menor de 2.3 cm. ¿Qué fuerza se necesita ejercer en el émbolo menor para levantar un bloque de 50,000 N? Solución: Como en todos los problemas, debemos analizar nuestros datos primeramente porque a partir de ahí podemos saber que nos hace falta, como calcularlo y de alguna manera iniciar a resolver nuestro problema. Tenemos que nuestro émbolo mayor tiene un diámetro de 40 cm, para ello lo primero que tenemos que hacer es convertir esos centímetros a metros, y hacer lo mismo con el émbolo menor.

Ahora calcular el área de esos émbolos (recordar que se tratan de émbolos circulares):

Ahora vamos a despejar de nuestra fórmula a 

Quedando así  Resultado: 

18. ¿Qué son los sensores de proximidad? Son módulos que se utilizan para detectar la presencia de objetos cercanos sin necesidad de contacto físico.

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