portafolio de sensores

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  • 7/31/2019 Portafolio de Sensores

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    Universidad Tecnolgica de Nayarit

    Ingeniera en Mecatrnica

    Materia: Sensores.

    Profesor: Ing. Jorge Sosa Sales.

    Alumno: Juan Pablo Perales Villegas.

    Pgina

    1

    Portafolio de

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    ContenidoContenido ........................................................................................................................................ 2

    Introduccin..................................................................................................................................... 4

    Sensores y Transductores de Temperatura ...................................................................................... 5

    Termopar......................................................................................................................................... 6

    RTD................................................................................................................................................. 8

    Termistores.................................................................................................................................... 11

    Semiconductor............................................................................................................................... 13

    Sensores y Transductores de Nivel................................................................................................ 14

    Nivel de cristal............................................................................................................................... 16

    Flotador......................................................................................................................................... 19

    Ultrasonido.................................................................................................................................... 20

    LVTD. (Transformador diferencial de variacin lineal).................................................................... 22

    Sensores y Transductores de Flujo y de Caudal.............................................................................. 24

    Turbina.......................................................................................................................................... 25

    Presin diferencial......................................................................................................................... 26

    Rotmetro...................................................................................................................................... 27

    Sensores y Transductores de Presin............................................................................................. 29

    Galga extensiomtrica................................................................................................................... 30

    Tubo de Bourdon........................................................................................................................... 31

    Fuelle............................................................................................................................................. 32

    Piezoelctrico................................................................................................................................. 33

    Son sensores que basan su funcionamiento en la propiedad de algunos materiales de modificar sus

    propiedades elctricas cuando sufren una deformacin o modificacin mecnica, como una

    presin. Generalmente son utilizados para medir presin, aceleracin, tensin o fuerza................33

    Son sensores muy sensibles, que operan inclusive sin tener una deformacin aparente................33

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 2

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    Los sensores piezometricos son muy eficientes, porque

    pueden trabajar en condiciones extremas de operacin sin sufrir interferencias, no les afectan los

    campos electromagnticos, ni la radiacin y pueden operar bajo temperaturas de hasta 1,000* C

    sin que afecte su funcionamiento...................................................................................................33

    Informe de la prctica Fabricacin de un circuito en PCB que controla el nivel de un tanque

    mediante el accionamiento de una bomba controlada por un sensor de luz (LDR)........................34

    Bibliografa.................................................................................................................................... 37

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 3

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    Introduccin.

    Unsensores un dispositivo capaz de transformar magnitudes fsicas o qumicas, llamadas variablesde instrumentacin, en magnitudes elctricas. Las variables de instrumentacin dependen del tipo de

    sensor y pueden ser por ejemplo temperatura, distancia, desplazamiento, etc. Las magnitudeselctricas obtenidas pueden ser una resistencia elctrica (como es el caso de un RTD), una tensinelctrica (como en un termopar), una corriente elctrica (como un fototransistor), etc.

    Un transductores un dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energade entrada, en otra diferente de salida. Es un dispositivo usado principalmente en la industria, en lamedicina, en la agricultura, en la robtica, etc. para obtener informacin de entornos fsicos yqumicos y conseguir a partir de ella seales o impulsos elctricos o viceversa.

    Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor est siempre en contacto con la variablea medir o a controlar.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 4

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    Sensores y Transductores de Temperatura

    La temperatura es una medida de la intensidad del calor. Las unidades de medicin de latemperatura ms comunes son los grados Celsius o Centgrados (C) y Farenheit (F), aunque

    tambin existe el Kelvin (K).

    Los sensores de temperatura se usan para medir la temperatura del aire o la temperatura superficiade lquidos y slidos.

    Factores que diferencian a los diferentes Sensores de Temperatura:

    Temperatura Mxima

    Rango de Temperatura a medir

    Exactitud

    Velocidad de respuesta

    Costo

    Requerimiento de mantenimiento

    Tabla comparativa de las temperaturas mximas y mnimas de algunos de los Sensores deTemperatura:

    Sensor de Temperatura Temperatura Mnima Temperatura Mxima

    Termocuplas - 220 C 2800 C

    Sistemas de Dilatacin -195 C 760 C

    Termo resistencias -250 C 850 C

    Termistores -195 C 450 C

    Pirmetros de Radiacin - 40 C 4000 C

    Estos sensores son de amplia aplicacin en la industria, son tiles prcticamente en cualquierproceso donde se desea controlar la temperatura, por ejemplo en hornos, hospitales, sites decomunicacin, etc.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 5

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    Termopar.

    Definicin.

    Es un transductor formado por la unin de dos metales distintos que al aplicarle una diferenciade temperatura en uno de sus extremos "punto caliente" produce un voltaje (efecto Seebeck), y a

    otro punto se le denomina "punto fro" o unin fra o de referencia.

    En Instrumentacin industrial, los termopares son ampliamente usados como sensores detemperatura. Son econmicos, intercambiables, tienen conectores estndar y son capaces de medirun amplio rango de temperaturas. Su principal limitacin es la exactitud ya que los errores delsistema inferiores a un grado Celsius son difciles de obtener.

    El grupo de termopares conectados en serie recibe el nombre de termopila. Tanto los termoparescomo las termopilas son muy usados en aplicaciones de calefaccin a gas.

    Caractersticas de los Termopares:

    1. Presentan el ms amplio rango de temperatura con respecto a los otros sensores detemperatura.

    2. Son resistentes al ambiente.

    3. Son exactas.

    4. Son sensibles.

    5. Autoalimentadas.6. Bajo costo.

    7. Requieren de otro sensor de temperatura.

    8. Son menos estables que otros sensores de temperatura.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 6

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    Principio de operacin.

    Los termopares basan su funcionamiento en un principio denominado efecto termoelctrico, el cuafue descubierto y estudiado por Thomas Johann Seebeck en 1821, por lo que tambin recibe enombre del Efecto Seebeck.

    Este principio dice que se puede generar una corriente elctrica al calentar el punto de unin de dosmetales diferentes. Es decir que primero debe crearse una termocupla, uniendo dos metales ysoldndolos por uno de sus extremos, y si se calienta este punto de unin se produce un flujo deelectrones debido a una reaccin qumica, ya que al tratarse de dos metales diferentes, sucomposicin qumica es distinta y derivado del calor produce un intercambio de electrones.

    Smbolo.

    Termopar, representado con los smbolos de polaridad.

    Termoparla polaridad se indica con el trazo ms grueso en uno de susterminales (polo negativo)

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 7

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    RTD.

    Definicin.

    Un RTD es un detector de temperatura por resistencia. Es un sensor de temperatura que basa sufuncionamiento en el principio fsico que dicta que la resistencia de los materiales vara de acuerdo ala temperatura.

    Al calentarse un metal habr una mayor agitacin trmica, dispersndose ms los electrones yreducindose su velocidad media, aumentando la resistencia. A mayor temperatura, mayor agitacin,y mayor resistencia.

    Los RTD son elementos resistivos sencillos que adoptan la forma de bobinas de alambre hechas deplatino, nquel o aleaciones nquel-cobre; el platino es el ms utilizado.

    Caractersticas de los RTDs:

    1- Tienen un alcance de medicin hasta 800 0C.

    2- Son muy estables.

    3- Son muy exactas.

    4- Estn estandarizadas entre fabricantes.

    5- Son costosas.

    6- Requieren de alimentacin.

    7- Tienen baja sensibilidad.

    8- Presentan auto calentamiento.

    9- Son lentas a los cambios.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 8

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    Principio de operacin.

    Los RTD se fundamentan en la variacin que experimenta la resistencia de los metales con latemperatura y que est directamente relacionada con la temperatura de forma casi lineal. Paradeterminar la relacin existente entre la resistencia y la temperatura se puede utilizar la siguientefrmula:

    RT = R0 (1 + aT)

    donde a recibe el nombre de coeficiente de temperatura y tiene un valor conocido.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 9

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    Smbolo.

    RTD (Resistance TemperatureDetector) Resistencia detectora de

    temperatura

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 10

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    Termistores.

    Definicin.

    El termistor fue inventado en 1930 por el americano Samuel Ruben. El trmino termistor es unacastellanizacin del ingls thermistor, formado a partir de los vocablos thermally sensitive resistor.

    Son resistores variables con la temperatura, pero no estn basados en conductores como las RTD,sino en semiconductores. Si su coeficiente de temperatura es negativo se denominan NTC (NegativeTemperature Coefficient), mientras si es positivo se denominan PTC (Positive TemperatureCoefficient).

    En algunos casos, la resistencia de un termistor a temperatura ambiente puede disminuir hasta un6% por cada 1C que se eleve la temperatura. Dada esta alta sensibilidad al cambio de temperaturahacen al termistor muy conveniente para mediciones, control y compensar con precisin latemperatura.

    Los termistores se componen de una mezcla sinttica de xidos de metales, como manganesonquel, cobalto, cobre, hierro y uranio. Su rango de resistencia va de 0.5 ohms. a 75 ohms y estndisponibles en una amplia gama de formas y tamaos.

    Caractersticas del Termistor:

    1- Son muy exactos.

    2- Son estables.

    3- Alta resistencia y sensibilidad.

    4- Baja masa trmica, mayor velocidad de respuesta que los RTDs.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 11

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    5- Estandarizacin entre vendedores.

    6- Requieren de alimentacin.

    7- Presentan auto calentamiento.

    Principios de funcionamiento.

    El fundamento de los termistores est en la dependencia de la resistencia elctrica de unsemiconductor con la temperatura; es decir que en los semiconductores la resistencia guarda unarelacin directa con la temperatura. Esta variacin de la resistencia viene dada por la siguientefrmula:

    En dicha frmula A y B son dos constantes propias del semiconductor, mientras que T es el valor dela temperatura y R el correspondiente valor de resistencia del semiconductor.

    Smbolo.

    Resistencia dependiente de la temperatura de forma negativa(NTC)

    Resistencia dependiente de la temperatura de forma positiva(PTC)

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 12

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    Semiconductor.

    Definicin.

    Un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como aislantedependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo elctrico o magntico, la presin, laradiacin que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.

    El elemento semiconductor ms usado es el silicio, el segundo el germanio y el azufre.

    Principios de funcionamiento.

    Un semiconductor es un elemento que puede conducir electricidad solo bajo determinadascondiciones del medio, por ejemplo bajo determinada temperatura. Los semiconductores sonaleaciones de un elemento puro que es contaminado con otro elemento para controlar la cantidad deelectrones libres existententes en las capas de valencia.

    Smbolo.

    Diodo semiconductor

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 13

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    Sensores y Transductores de Nivel.

    Es la distancia existente entre una lnea de referencia y la superficie de un fluido, generalmente dichalnea de referencia se toma como fondo del recipiente.

    La medida del nivel es una de las mediciones fundamentales que se encuentran con ms frecuenciaen las industrias qumicas.

    El nivel puede determinarse empleando diversos instrumentos de medicin: Instrumentos de medida directa. Instrumentos basados en la presin hidrosttica. Instrumento basado en el desplazamiento. Instrumentos basados en caractersticas elctricas del lquido. Medicin por ultrasonido. Medicin por radiaciones gamma.

    El conocimiento del nivel de un lquido dentro de un recipiente puede necesitarse simplemente paracomprobar la cantidad de material en existencia, para determinar la cantidad de lquido que sesuministra a un proceso, o bien puede ser la medicin primaria en un sistema de regulacindestinado a mantener el nivel en un recipiente que forma parte de un proceso continuo.

    Las unidades de medida normalmente utilizadas por estos sensores son los metros. (mt.)

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 14

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    Sonda.

    Definicin.

    El medidor de sonda es un instrumento bastante simple para medir niveles, que consiste en unavarilla o regla graduada de una longitud conveniente para ser introducida dentro de un depsito. Ladeterminacin del nivel dentro del recipiente, se mide por lectura directa de la longitud de la varillamojada por el lquido y es esencial que en el momento de la medicin el tanque se encuentre abiertoa presin atmosfrica.

    Principio de funcionamiento.

    Consiste en una varilla graduada que en su extremo inferior posee un gancho que se sumerge en eseno del lquido contenido en un tanque. Luego, ste se levanta hasta que rompa la superficie dellquido, de modo que la distancia desde esta superficie hasta la parte superior del tanque represente,indirectamente, el nivel. Este instrumento se emplea, generalmente, en tanques de agua que seencuentran a presin atmosfrica.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 15

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    Nivel de cristal.

    Definicin.

    El nivel de cristal consiste en un tubo de vidrio con sus extremos conectados a bloques metlicos ycerrados por prensaestopas, que estn unidos al tanque, generalmente, mediante tres vlvulas, dosde cierre de seguridad en los extremos del tubo, para impedir el escape del lquido en caso de roturadel cristal, y una de purga.

    El nivel de vidrio permite slo una indicacin local, pero pueden emplear espejos para lectura adistancias limitadas o bien, utilizar cmaras de televisin para mayores distancias de transmisin.

    Principio de funcionamiento.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 16

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    El medidor de cristal refleja el nivel y estado del lquidomedido, ya que est conectado al tanque contenedor y utiliza la presin para reflejar el nivel interiorde este, y tambin muestra por ejemplo el estado, viscosidad, color y otros atributos del lquidomedido.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 17

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    Smbolo.

    Sensor de nivel de fluidos.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 18

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    Flotador.

    Definicin.

    Bsicamente, consisten en un flotador situado en el seno del lquido y conectado al exterior de untanque indicando directamente el nivel, donde dicha conexin puede ser directa, magntica ohidrulica.

    Principio de funcionamiento.

    El flotador sumergido en el lquido permanece en la parte superior de este por el principio deflotacin, este objeto est conectado por un brazo a un mecanismo de medicin que refleja losmovimientos del flotador en una escala.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 19

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    Ultrasonido.

    Definicin.

    Es un sensor que se basa en la emisin de un impulso ultrasnico a una superficie reflectante y en larecepcin del eco de este impulso, donde el retardo de la captacin del eco depende de la distanciaa la que se encuentra el material a medir.

    Caractersticas:

    1. Esta clase de sensores trabajan con frecuencias de alrededor de los 20kHz, por lo quepueden viajar a travs de gases y del medio, y reflejarse en lquidos y slidos.

    2. La precisin de este tipo de sensores es de alrededor de +- 1 a 3 %.

    3. Son adecuados para monitorear el nivel en todo tipo de tanques y de lquidos o fangos.

    4. Pueden ser sensibles a la superficie del lquido que estn midiendo y enviar medidas errneassi esta no es ntida, por ejemplo, pueden llegar a presentar problemas en lquidos queproducen espumas.

    Principio de funcionamiento.

    Este sensor se basa en la medicin de ondas de ultrasonido, cuenta con un emisor que enva unpulso ultrasnico a la superficie a medir, este pulso viaja y rebota, entonces regresa al sensor que

    cuenta tambin con un receptor que recibe esta seal, entonces el sensor enva una seal demedida en funcin del tiempo necesario para que la seal se desplace del sensor a la superficie amedir y que retorne al receptor.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 20

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    Smbolo.

    Sensor ultrasnico de tres hilos.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 21

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    LVTD. (Transformador diferencial de variacin lineal).

    Definicin.

    Es un sensor de desplazamiento, formado por tres devanados espaciados de forma simtrica a lolargo de un tubo aislado, donde el devanado medio es el principal y los otros dos son secundarios yestn conectados en serie, en el centro hay un conducto hueco por donde se desplaza un ncleomagntico que al moverse induce una fuerza electromagntica en los devanados secundarios.

    Estos sensores se usan como monitores primarios en el monitoreo de desplazamiento, en el extremodel ncleo se aade un resorte que permite la carrera de este contra la superficie a monitorear.

    Caractersticas:

    1. El rango de operacin ms comn se encuentra entre +- 2 +- 400 mm.

    2. Suelen tener un margen de error del +- 25%.

    Principio de operacin.

    Este sensor basa su funcionamiento en la induccin de fuerzas electromotrices a las bobinassecundarias, estas se producen cuando el ncleo se desplaza desde su ubicacin central haciaalguno de los extremos, entonces uno de los devanados secundarios tendr mayor proporcin dencleo magntico que el otro y por lo tanto en este devanado se induce una mayor fuerza

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 22

  • 7/31/2019 Portafolio de Sensores

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    electromotriz que en el otro, y al estar conectados en seriaambas bobinas, se puede obtener una medicin de ambas bobinas.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 23

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    Sensores y Transductores de Flujo y de Caudal.

    Flujo (del latn fluxus) es la accin y efecto de fluir (brotar, correr, circular). El trmino se utiliza, porejemplo, para nombrar el movimiento de ascenso de la marea.

    Caudal es la cantidad de fluido que pasa en una unidad de tiempo.

    Bsicamente, existen dos formas de medir el flujo: el caudal y el flujo total. El caudal es la cantidadde fluido que pasa por un punto determinado en cualquier momento dado. El flujo total de la cantidadde fluido por un punto determinado durante un periodo de tiempo especfico.

    Las aplicaciones de estos sensores van desde el balance de materiales, el control de calidad y anla operacin de procesos continuos.

    La unidad de medida que utilizan estos sensores es el volumen por unidad de tiempo, es decir emetro cubico por hora. (m3/h).

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 24

  • 7/31/2019 Portafolio de Sensores

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    Turbina.

    Definicin.

    El medidor de turbina es un instrumento que consiste en una rueda de turbina de precisin, montadasobre unos cojinetes de una porcin de una tubera, y en una bobina electromagntica colocada enla pared de la tubera, a causa del giro de la turbina a una velocidad que cambia de acuerdo con ecaudal del fluido que est pasando por la tubera.

    Caractersticas:1. Caudal de .2-5.0 a 2.5-100 m3/h.

    2. Precisin de medicin aproximada +- 1%.

    Principios de funcionamiento.

    El funcionamiento de este sensor se basa en la relacin que existe entre la velocidad de giro de laturbina y el flujo del fluido, este hace rotar a la turbina al pasar a travs de unas paletas o alabes, asu vez la turbina est conectada a una bobina electromagntica que transforma la velocidad de girode la turbina en una unidad elctrica y al variar una, varia la otra, estableciendo as una relacinentre ambas.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 25

  • 7/31/2019 Portafolio de Sensores

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    Presin diferencial.

    Definicin.

    Es un sensor que consta de una placa- orificio que se coloca en una tubera, sujeta entre dos bridas,esto origina una presin diferencial debido al paso de un fluido por una restriccin y el fluido sufreuna disminucin de su presin, se utiliza un transmisor de presin diferencial para la toma de laspresiones y el envo de una seal que represente al flujo.

    De acuerdo a las caractersticas del fluido a medir existen tres tipos de estos sensores que varan enla forma y ubicacin del agujero:

    1. La placa concntrica.

    2. La excntrica.

    3. La segmental.

    Tambin existen tres tipos de tomas de presiones a ambos lados del elemento primario:

    1. Tomas de bridas,

    2. Tomas de tubera

    3. Tomas de vena contracta.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 26

  • 7/31/2019 Portafolio de Sensores

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    Principios de operacin:

    Este tipo de sensores basan su funcionamiento en el cambio de la presin de un fluido al variar laanchura del ducto por el que fluyen, de esta forma originan una presin diferencial cuando pasa el unfluido por una restriccin, el motivo es que el caudal es proporcional a la raz cuadrada de ladiferencia de presiones entre dos puntos, antes y despus de la restriccin. Al pasar el fluido porla placa - orificio o placa perforada, sufre una disminucin de su presin, la presin es medida y de ladiferencia entre la presin original y la cada de esta se determina el flujo, esto se realiza mediante latoma de las presiones y el envi de las seales que se traduce en el flujo.

    Rotmetro.

    Definicin.

    El rotmetro es un indicador de flujo industrial usado para la medicin de lquidos y gases, que estformado por un flotador indicador que se mueve en un tubo cnico con el extremo de menor dimetroen la parte inferior, el fluido entra por la parte inferior del tubo y ejerce una fuerza ascendente sobrela base del flotador; al subir el flotador permite que pase una determinada cantidad de flujo por el

    rea formada entre el flotador y la pared del tubo y produciendo una cada de presin que equilibra lafuerza de gravedad y el peso del flotador, que permanece estacionario en algn punto del tubo paracada flujo. El flotador alcanza una altura determinada. El tubo cnico lleva grabada una escala linealen unidades del flujo o indica el porcentaje del flujo mximo.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 27

  • 7/31/2019 Portafolio de Sensores

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    Principio de operacin.

    Su operacin est basada en el principio de rea variable, donde el flujo del fluido acta sobre unflotador en un tubo delgado, incrementando el rea de paso del fluido. Ante un aumento del flujo laaltura del flotador es incrementada, siendo directamente proporcional al flujo. El flotador se mueve deforma vertical en el tubo en proporcin, al flujo del fluido y al rea entre el flotador y las paredes detubo, alcanzado una posicin de equilibrio entre la fuerza ejercida por el fluido y la fuerzagravitacional. Para satisfacer el equilibrio de fuerzas, el flotador del rotmetro asume distintasposiciones para cada flujo del fluido.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 28

  • 7/31/2019 Portafolio de Sensores

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    Sensores y Transductores de Presin.

    La presin es una magnitud fsica escalar que mide la fuerza en direccin perpendicular por unidadde superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una

    superficie.

    En el Sistema Internacional la presin se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa)que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.En el Sistema Ingls la presin se mide en una unidad derivada que se denomina libra por pulgadacuadrada (pound per square inch) psi que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando enuna pulgada cuadrada.

    Los sensores de presin son pequeos, fiables y de bajo coste. Ofrecen una excelente repetitividad yuna alta precisin y fiabilidad bajo condiciones ambientales variables. Adems, presentan unascaractersticas operativas constantes en todas las unidades y una intercambiabilidad sinrecalibracin. Sensores de Control le ofrece cuatro tipos de sensores de medicin de presin:absoluta, diferencial, relativa y de vaco y rangos de presin desde 1,25 kPa a 17 bar.

    Los sensores de presin se pueden clasificar en:

    1. Mecnicos.

    2. Neumticos.3. Electromecnicos.

    4. Electrnicos.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 29

  • 7/31/2019 Portafolio de Sensores

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    Galga extensiomtrica.

    Definicin.

    Es un sensor basado en el efecto piezorresistivo. Un esfuerzo que deforma a la galga producir unavariacin en su resistencia elctrica. Inventado por los ingenieros Edward E. Simmons y Arthur C.Ruge en 1938.

    En su forma ms comn, consiste en un estampado de una lmina metlica fijada a una base flexibley aislante. La galga se adhiere al objeto cuya deformacin se quiere estudiar mediante un adhesivo,como el cianoacrilato. Segn se deforma el objeto, tambin lo hace la lmina, provocando as una

    variacin en su resistencia elctrica.

    Principio de operacin.

    Las Galgas extensiomtricas aprovechan la relacin existente entre la geometra de un conductor yla resistencia elctrica de este, de manera que al variar la forma de la lamina se produce unavariacin en la resistencia elctrica de la misma, la cual se compara contra la resistencia antes de lalamina cuando no est deformada y de esta diferencia se establece una medicin que determina esensor.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 30

  • 7/31/2019 Portafolio de Sensores

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    Tubo de Bourdon.

    Definicin.

    El tubo Bourdon es un tubo de seccin elstica que forma un anillo casi completo, cerrado por unextremo. AI aumentar la presin en el interior del tubo, ste tiende a enderezarse y el movimiento estransmitido a la aguja indicadora, por un sector dentado y un pin. La Iey de deformacin del tuboBourdon es bastante compleja y ha sido determinada empricamente a travs de numerosasobservaciones y ensayos en varios tubos.

    El material empleado normalmente en el tubo Bourdon es de acero inoxidable, aleacinde cobre o aleaciones especiales como hastelloy y monel.

    Principio de operacin.

    El manmetro de Bourdon utiliza el principio de que un tubo aplanado tiende a cambiar a unaseccin ms circular cuando se presuriza, es bsicamente un tubo aplanado, abierto y de paredesfinas que se conecta a una tubera fija que contiene la presin del fluido a medir y a medida queaumenta la presin, se mueve el extremo cerrado en un arco, y el movimiento de este se convierte

    en la rotacin de un segmento unido por un lazo.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 31

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    Fuelle.

    Definicin.Es un sensor formado por una pieza flexible axialmente que puede dilatarse o contraerse con undesplazamiento considerable al aplicar presin.

    Principio de operacin.

    Este sensor basa su funcionamiento en la variacin del volumen de algunos materiales al aplicarlespresin, se compone de un material que entra en contacto con la presin a medir y al variar esta

    este material se dilata o se contrae produciendo con esto una variacin en su volumen, lo queproduce el movimiento de una aguja en un medidor.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 32

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    Piezoelctrico.

    Definicin.Son sensores que basan su funcionamiento en la propiedad de algunos materiales demodificar sus propiedades elctricas cuando sufren una deformacin o modificacinmecnica, como una presin. Generalmente son utilizados para medir presinaceleracin, tensin o fuerza.

    Son sensores muy sensibles, que operan inclusive sin tener una deformacin

    aparente.

    Los sensores piezometricos son muy eficientes, porque pueden trabajar encondiciones extremas de operacin sin sufrir interferencias, no les afectan los camposelectromagnticos, ni la radiacin y pueden operar bajo temperaturas de hasta 1,000*C sin que afecte su funcionamiento.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 33

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    Informe de la prctica Fabricacin de un circuito en PCB

    que controla el nivel de un tanque mediante el

    accionamiento de una bomba controlada por un sensor de

    luz (LDR).

    Introduccin.

    Los flotadores son dispositivos muy utilizados para el control de nivel, estos suelen esta

    conectados a mecanismos mecnicos, como los contactores, y mediante el censado del nive

    cierran o abre circuitos que permiten automatizar el control del nivel de diversos depsitos.

    As mismo, un dispositivo muy comn para algunos procesos industriales y domsticos es el LDR o

    fotorresistencia, que es un dispositivo electrnico que reacciona a la presencia de la luz. Cuando eLDR est en presencia de una fuente luminosa, presenta la caracterstica de que su resistencia

    elctrica es muy baja, pero al encontrarse en un medio carente de ella, la resistencia elctrica del

    LDR aumenta considerablemente, por lo que este dispositivo puede ser utilizado para diversos

    propsitos, siempre que se pueda controla o medir la luminosidad.

    La combinacin de diversos instrumentos de medicin es muy comn, en el presente trabajo se

    utilizan los dos dispositivos antes descriptos para implementar un sistema electrnico que permita

    controlar el nivel dentro de un tanque colector.

    La idea a general del presente trabajo consiste en que el nivel del tanque mueve un flotador, que

    dependiendo de su posicin dentro de una sonda, este interrumpe la entrada de luz de un sensode luz, lo que acciona un mecanismo electrnico que arranca una bomba mediante un circuito

    compuesto de un potencimetro, un par Darlington y un relay.

    Procedimiento de fabricacin.

    Para fabricar el dispositivo electrnico de control de nivel mediante un LDR, se realiza el siguiente

    procedimiento:

    1. Se disean varios bocetos del dispositivo.

    2. Se crea una estructura que simulara un tanque y una sonda con un flotador.

    a. Una pquela cubeta simula ser el tanque.

    b. El corcho de una botella sirve como flotador para el proyecto.

    3. Se disea un diagrama para un circuito elctrico que mediante un LDR active la bobina de

    un Relay que controle una bomba.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 34

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    4. Se realizan pruebas del diagrama en un

    protoboard.

    5. Se fijan los componentes electrnicos en una tarjeta PCB.

    6. Se monta la tarjeta y su cableado dentro de un gabinete plstico.

    7. Se realizan pruebas del sistema completo.

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 35

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    Conclusiones.

    1. Mediante la combinacin de diferentes dispositivos de medicin y sensores, se puede

    construir mecanismos adaptables a las necesidades de cada requerimiento en especfico.

    2. El anlisis, diseo y planeacin de todo el proyecto debe ser muy exhaustivo, lo querepresentara un ahorro de dinero y de tiempo durante el proceso de fabricacin.

    3. Debe preverse un plan de contingencia para posibles fallos. (Comentario: en el caso de este

    proyecto se presenta un problema de ltimo momento, tras la aplicacin de pintura al los

    componentes hidrulicos, el flotador deja de operar adecuadamente y fue necesario

    implementar otra opcin para la conclusin del proyecto).

    Juan Pablo Perales Villegas. Pg. 36

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    Bibliografa.

    ELECTRICIDAD POR CALOR-Efecto Seebeck, Pares Termoelctricos.

    Disponible en: http://www.youtube.com/watch?v=BIkRJG_F-fM

    Simbologa Elctrica. Bueno Antonio.

    Disponible en:

    http://d1105488.mydomainwebhost.com/usuarios/Toni/web_simbolos/unidad_simbolos_electricos_indice.html

    RESISTENCIA ELCTRICA, Efectos con los cambios de temperatura

    Disponible en: http://www.youtube.com/watch?v=JuCmv0yKZvQ

    Sensores de temperatura.

    Disponible en: http://www.unet.edu.ve/~ielectro/Sensores%20de%20Temperatura.htm

    http://www.youtube.com/watch?v=BIkRJG_F-fMhttp://d1105488.mydomainwebhost.com/usuarios/Toni/web_simbolos/unidad_simbolos_electricos_indice.htmlhttp://d1105488.mydomainwebhost.com/usuarios/Toni/web_simbolos/unidad_simbolos_electricos_indice.htmlhttp://www.youtube.com/watch?v=JuCmv0yKZvQhttp://www.unet.edu.ve/~ielectro/Sensores%20de%20Temperatura.htmhttp://www.youtube.com/watch?v=BIkRJG_F-fMhttp://d1105488.mydomainwebhost.com/usuarios/Toni/web_simbolos/unidad_simbolos_electricos_indice.htmlhttp://d1105488.mydomainwebhost.com/usuarios/Toni/web_simbolos/unidad_simbolos_electricos_indice.htmlhttp://www.youtube.com/watch?v=JuCmv0yKZvQhttp://www.unet.edu.ve/~ielectro/Sensores%20de%20Temperatura.htm