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La principal particularidad de esta magnitud es lo amplitud del rango de medidas de interés para la ciencia y la ingeniería.

SENSORES DE DISTANCIA

Introducción a la Electrónica

Sensores de Distancia

Técnicas de Medición de contacto:

se realiza la medición a través de un dispositivo mecánico

calibrado que se conecta simultáneamente al punto

seleccionado y a una referencia.

Se denominan CMMs (coordinate measuring machines).

Aplican a pequeñas distancias.




Telémetro láser (0,2 a 200 m)Precisión de ± 1,5 mm

Técnicas de Medición Sin contactose utilizan para determinar posición, rango de imagen y seguimiento de posición cuando las distancias son mayores a algunos metros.Se basan en:Energía propagado a una velocidad conocida (eco o reflexión de la

velocidad de la luz o del sonido, por ej.)Energía propagada en línea directa a través de un medio homogéneo. El

principio se denomina triangulación.



La velocidad se define como la tasa de variación entre la variación

de la posición de una partícula y el incremento de tiempo

correspondiente.

Es una magnitud vectorial, determinada por una dirección, un

módulo y un sentido.

SENSORES DE VELOCIDAD


Sensores de Velocidad

La medición de la velocidad es un problema diferente al de otras

magnitudes puesto que no hay gran número de transductores

específicamente fabricados.

Generalmente, su magnitud se obtiene índirectamente (derivando el

desplazamiento o integrando la aceleración).

Abarca dos cuestiones particulares de distinto tratamiento, la

velocidad lineal y la velocidad angular.




Medición de Velocidad Lineal

Mediciones basadas en referencias

Mediciones basadas en referencias inerciales (no requiere contacto)




Velocimétrico Láser-Doppler

1- Se forma un patrón

2- Se refleja una luz hacia un fotodetector (frecuencia doppler).

3- Algoritmos sofisticados en combinación con un DSP calculan la velocidad instantánea y la distancia o longitud con una precisión de 0,01% y mejor.

Medición de Velocidad Rotativa

Tacómetro

Tipo contador




Se requieren en mediciones de movimiento y vibraciones

Pueden clasificarse en

Activos (requieren suministro de energía)

Pasivos (NO requieren suministro de energía)

O, respecto de los propósitos prácticos en

Mecánicos: se basa en propiedades mecánicas

Eléctricos: se basan en equilibrio de fuerzas magnética o

eléctricas.

SENSORES DE ACELERACION


Sensores de Aceleración

Acelerómetros Mecánicos




El desplazamiento relativo de la masa se sensa por un arreglo potenciométrico.

Acelerómetros Eléctricos




Esquema simplificado de un servo-acelerómetro tipo rotacional La aceleración causauna fuerza inercial que tiende a hacer pivotear la masa sensible.

El sistema de fuerzas aplicado sobre un cuerpo se asume en equilibrio.

Las fuerzas internas se distribuirán sobre el cuerpo haciéndolo

permanecer en estado de tensión o compresión.

Puede medirse

Logrando el equilibrio con una masa standard

Midiendo la aceleración de una masa conocida

Distribuyendo la fuerza sobre un área específica y luego midiendo la

presión sobre la misma.

Convirtiéndola en una deformación sobre un cuerpo elástico

SENSORES DE FUERZA


Sensores de Fuerza

Celdas de Carga

Es una estructura que se deforma elásticamente cuando es sometida a

una fuerza y produce una señal eléctrica proporcional a esta

deformación.

SENSORES DE FUERZA


Sensores de Fuerza

Celda de carga Hidráulica Celda de carga Neumática

Galgas extensométricas resistivas

A través de un puente de Wheastone pueden medirse fuerzas de

pequeña magnitud.

SENSORES DE FUERZA


Sensores de Fuerza

Configuraciones típicas de galgas resistivas

Puente en Equilibrio

SENSORES DE PRESION

El monitoreo y control de la presión en cualquier proceso industrial

resulta determinante para dos aspectos trascendentes del mismo,

Calidad

Seguridad


Sensores de Presión

SENSORES DE PRESION

La presión puede definirse como una fuerza por unidad de área o

superficie.

Generalmente se mide buscando el equilibrio con la ejercida por una

fuerza conocida (de una columna líquida, un resorte, un émbolo

cargado con un peso o cualquier otro elemento que puede sufrir una

deformación cualitativa cuando se le aplica la presión).



MEDIDAS DE PRESION



Tipos de Presión

Presión absoluta: mide respecto al cero absoluto de presión (A y A').Presión atmosférica: es la presión ejercida por la atmósfera terrestre. Presión relativa: es la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica (B, B’ y B’’) Presión diferencial: es la diferencia entre dos presiones, (C y C‘). Vacío: es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la presión

absoluta, es decir, es la presión medida por debajo de la atmosférica (D, D' y D").

UNIDADES DE PRESION



Mecánicos Elementos primarios de Medida Directa, miden la presión comparándola con la ejercida por un liquido. El desplazamiento puede indicarse por un sistema de flotador y palanca sobre una escala.Elementos primarios Elásticos, miden la presión por su propia deformación. La aplicación de una presión a su interior produce indirectamente un movimiento que se transmite a una aguja indicadora.

Neumáticos, utilizan componentes mecánicos que procuran el equilibrio entre fuerzas (tubo Bourdon) o de movimientos (elementos de fuelle).Electromecánicos-Electrónicos, utiliza elementos mecánicos Elásticos combinado con un transductor eléctrico que genera la señal eléctrica correspondiente.

CLASES DE SENSORES DE PRESION






Sensores de Presión Mecánicos

De Medida Directa Elástico

Manómetro Barómetro




Sensores de Presión Neumáticos




Detector fotoeléctrico

Sensores de Presión Electromecánico




Sensores de Presión Piezoresistivos

Esquema de fabricación

Circuito de Acondicionamiento




Sensores de Presión Piezoresistivos

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