unidad 2 interruptores y sensores

7/21/2019 Unidad 2 Interruptores y Sensores

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UNIDAD 2

INTERRUPTORES Y SENSORES

Introduccin

En la ingeniera elctrica, un interruptor es un componente elctrico que puede

romper un circuito elctrico, interrumpiendo la corriente o desviarla desde un

conductor a otro. El mecanismo de un interruptor puede ser accionado

directamente por un operador humano para controlar un circuito (por ejemplo,

un interruptor de luz o un botn del teclado), puede ser operado por un objeto

en movimiento tal como un interruptor de la puerta que funciona con, o puede

ser operado por un elemento de deteccin de presin, la temperatura o el flujo.

n rel es un interruptor que es operado por la electricidad. !os interruptores

est"n hechos para manejar una amplia gama de voltajes # corrientes$ mu#grandes conmutadores pueden ser utilizados para aislar los circuitos de alta

tensin en las subestaciones elctricas.

n sensor es un transductor, cu#o propsito es detectar (es decir, para

detectar) alguna caracterstica de sus alrededores. %etecta eventos o cambios

en las cantidades # proporciona una salida correspondiente, generalmente

como una se&al elctrica u ptica$ por ejemplo, un termopar convierte la

temperatura a una tensin de salida. 'ero un termmetro de mercurio en tubo

de vidrio es tambin un sensor$ convierte la temperatura medida en la

epansin # contraccin de un lquido que se puede leer en un tubo de vidrio

calibrado.

!os sensores se utilizan en objetos de uso cotidiano como los botones

sensibles al tacto del ascensor (sensor t"ctil) # l"mparas que atene o

intensifique al tocar la base, adem"s de innumerables aplicaciones de las

cuales la ma#ora de las personas nunca son conscientes. *on los avances en

micromaquinaria # plataformas de microcontroladores # f"ciles de usar, los

usos de los sensores se han epandido m"s all" de los campos m"s

tradicionales de la temperatura, la presin o la medicin de flujo, por ejemplo

en sensores +-. 'or otra parte, siguen siendo ampliamente utilizados

sensores analgicos, tales como potencimetros # resistencias de deteccin de

fuerza. !as aplicaciones inclu#en la fabricacin # la maquinaria, aviones #

aeroespacial, los coches, la medicina # la robtica.

2.7Sensores de peso, velocidd, conductividd, P!, etc.


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Sensores de peso

!as celdas de carga o sensores de peso son aquellos dispositivos electrnicosdesarrollados con la finalidad es la de detectar los cambios elctricos

provocados por una variante en la intensidad de un peso aplicado sobre lab"scula o balanza, informacin que a su vez transmite hacia un indicador depeso o controlador de peso.!a celda de carga o sensor de peso es un componente esencial al igual que elindicador de peso, para el funcionamiento de cualquier b"scula o balanzaelectrnica.

/e trata de un elemento totalmente plano integrado dentro de una membranade circuito impreso fleible de escaso espesor. Esta forma plana permite

colocar al sensor con facilidad entre dos piezas de la mec"nica de nuestrosistema # medir la fuerza que se aplica sin perturbar la din"mica de laspruebas. !os sensores utilizan una tecnologa basada en la variacin deresistencia elctrica del "rea sensora. !a aplicacin de una fuerza al "reaactiva de deteccin del sensor se traduce en un cambio en la resistenciaelctrica del elemento sensor en funcin inversamente proporcional a la fuerzaaplicada.

Sensor de velocidd

El sensor de velocidad est" hecho con una bobina de alambre m"s un im"n.

Est"n colocados de forma que al moverse el c"rter, el im"n permanece sinmoverse. /e crea un movimiento relativo en el campo magntico # la bobinaprovoca una corriente que est" en proporcin a la velocidad del movimiento. Esauto generador no necesita de aditamentos electrnicos para funcionar. 'oseeuna impedancia de salida elctrica baja, que lo hace casi insensible a lainduccin del ruido.

0tros sensores est"n hechos de una bobina mvil colocada fuera de un im"nestacionario. El 1elmetro, es de todos ellos el mejor en todos los aspectos. /ehacen con un acelermetro # lleva un integrador electrnico incluido.

lgunos sensores de velocidad est"n hechos con una bobina mvil fuera de unim"n estacionario. El principio de operacin es el mismo. n otro tipo detransductor de velocidad consiste en un acelermetro con un integradorelectrnico incluido. Esta unidad se llama un 1elmetro # es en todos losaspectos superiores al sensor de velocidad ssmico cl"sico.El sensor de velocidad fue uno de los primeros transductores de vibracin, quefueron construidos. *onsiste de una bobina de alambre # de un im"n colocadode tal manera que si se mueve el carter, el im"n tiende a permanecer inmvildebido a su inercia. El movimiento relativo entre el campo magntico # la

bobina induce una corriente proporcional a la velocidad del movimiento. %eesta manera, la unidad produce una se&al directamente proporcional a lavelocidad de la vibracin. Es autogenerador # no necesita de aditamentoselectrnicos acondicionadores para funcionar. 2iene una impedancia de salida


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elctrica relativamente baja que lo hace relativamente insensible a la induccindel ruido.un tomando en cuenta estas ventajas, el transductor de velocidad tienemuchas desventajas, que lo vuelven casi obsoleto para instalaciones nuevas,aunque ho# en da todava se usan varios miles. Es relativamente pesado #

complejo # por eso es caro, # su respuesta de frecuencia que va de 34 5z a3444 5z es baja. El resorte # el im"n forman un sistema resonante de bajafrecuencia, con una frecuencia natural de 34 5z. !a resonancia tiene que seraltamente amortiguada, para evitar un pico importante en la respuesta a estafrecuencia. El problema es que la amortiguacin en cualquier dise&o pr"cticoes sensible a la temperatura, # eso provoca que la respuesta de frecuencia # larespuesta de fase dependan de la temperatura.

Sensores de "onductividd

!a opcin para lquidos mu# densos o semi6slidos!os interruptores de conductividad ofrecen las mismas funciones que nuestrosinterruptores de bo#a pero con la ventaja de no tener piezas mviles. l notener piezas mviles, estos interruptores se pueden usar en muchos entornosen los que un interruptor de bo#a se enganchara o no funcionara en absoluto.

El funcionamiento de estos interruptores no se ver" interrumpido ni siquiera enlquidos conductores semi6slidos como los del sector alimentario o los lodosindustriales, ni en lquidos mu# densos como las aguas residuales. /uministraun controlador b"sico con el +789: que satisfar" una amplia gama deaplicaciones. %ado que la conductividad vara considerablemente de un lquidoa otro, la sensibilidad del controlador es ajustable para distintos lquidos. !aunidad slo necesita una cantidad de corriente etremadamente peque&a parafuncionar. *omo con cualquier otro dispositivo, un sistema adecuadamenteinstalado # conectado atierra no supone ningn riesgo elctrico.

Sensores de P!

El p56metro es un sensor utilizado en el mtodo electroqumico para medir elp5de una disolucin.

!a determinacin de p5 consiste en medir el potencial que se desarrolla atravs de una fina membranade vidrioque separa dos solucionescon diferenteconcentracin de protones. En consecuencia se conoce mu# bien lasensibilidad # la selectividad de las membranas de vidrio delante el p5.

na celda para la medida de p5 consiste en un par de electrodos,uno decalomel ( mercurio, cloruro de mercurio) # otro de vidrio, sumergidos en ladisolucin de la que queremos medir el p5.

!a varita de soporte del electrodo es de vidrio comn # no es conductor,mientras que el bulbo sensible, que es el etremo sensible del electrodo, est"

formado por un vidrio polarizable(vidrio sensible de p5).

/e llena el bulbo con la solucin de "cido clorhdrico4.3+ saturadocon clorurode plata.Elvoltajeen el interior del bulbo es constante, porque se mantiene su
http://es.wikipedia.org/wiki/PHhttp://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)http://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)http://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Polarizaci%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_clorh%C3%ADdricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttp://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Membrana_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electrodohttp://es.wikipedia.org/wiki/Mercurio_(elemento)http://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Polarizaci%C3%B3n_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_clorh%C3%ADdricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Saturaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_platahttp://es.wikipedia.org/wiki/Voltajehttp://es.wikipedia.org/wiki/PH


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p5 constante (p5 8) de manera que la diferencia de potencialsolo depende delp5 del medio eterno.

El alambre que se sumerge al interior (normalmente g;g*l) permite conducireste potencial hasta un amplificador.

2.# "riterios pr l seleccin de un sensor.

/eleccionar un sensor puede ser mu# sencillo # algunas veces difciles, pero,siempre el objetivo es de hacerlo bien. Esto es porque por que los sensores,especialmente para uso cientfico o para ingeniera, pude significar la diferenciaentre mediciones repetibles o nmeros disparados. El objetivo es medir coneactitud # con incertidumbre aceptables.

l elegir un sensor debemos de tomar en cuenta los siguientes criterios si no miles > de diferentes modelos de sensores de presin,transductores # transmisores disponibles, los ingenieros se enfrentan adesafos importantes en la seleccin del instrumento adecuado para laaplicacin # a consecuencias a veces graves si no toman a decisin correcta.

!os sistemas # m"quinas de control modernas son cada vez m"s avanzados, #mientras las eigencias referente a la cantidad de puntos de medicin hanaumentado, los presupuestos se mantienen igual o incluso se reducen. 'or lotanto, un profesional de instrumentacin tiene que evaluar el valor total apartede los costos de adquisicin. ?, un equilibrio adecuado se basa en lacomprensin de la tecnologa de sensores de presin # su funcionalidad, ascomo la aplicacin # varios de los par"metros necesarios para su correctofuncionamiento.

5e aqu un ejemplo de criterios a considerar en la seleccin de un transmisorde presin

@/e necesita un estricto control de un punto de ajuste de presin especficaA

@Es importante la linealidad en la aplicacinA

@/e espera que la presin vare desde mu# baja a mu# altaA

@!a aplicacin requiere un alto grado de repetibilidadA

@Bu error de temperatura es relevante para la aplicacinA

@Bu nivel de proteccin de entrada se necesitaA
http://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aghttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ag


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@Bu pasa si el sensor de presin fallaA

@*mo se puede saber si el sensor de presin ha falladoA

@5a# picos de presinA

"onclusin.

?a que los interruptores # sensores van de la mano en el campo de loscontroles elctricos, es indispensable como ingenieros elctricos conocer sucomportamiento asi como tambin conocer las capacidades # ventajas queestos ofrecen, tambin conocer que eisten gran cantidad de estos, por lo cualen el "mbito industrial estos conocimientos a#udaran a el ingeniero a podersolucionar problemas de produccin, tales como la automatizacin de lneas deensamblado, pintura, entre otras "reas importantes en la industria.

!a gran variedad de interruptores # sensores que eiste en el mercado, es tanamplia que es casi infinita la aplicacin que se les puede dar asi como lasmezclas que se pueden generar, las cuales pueden crear circuitos cerrados,totalmente automatizados que pueden seguir funcionando indefinidamentemientras cuente con una fuente de energa.

'or lo tanto, vale la pena gastar el tiempo etra para determinar eactamente loque se requiere para la tarea en cuestin, discutir sus opciones con losfabricantes, consultar las especificaciones con cuidado. /i invierte el tiemponecesario en la identificacin de las tareas # las condiciones para las cuales elingeniero est" seleccionando los instrumentos, ser" mucho m"s f"cil hacer unaeleccin tcnicamente # econmicamente justificable.

unidad 2 interruptores y sensores

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