Sensor actuador

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Instrumentación y Control Industrial

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2.- Sensores y Actuadores
2.1.- Introducción
Los sensores y actuadores son los dispositivos del sistema de medida y control que interactúan con el sistema físico que se pretende estudiar o controlar: los primeros permiten la toma de medidas de las distintas magnitudes físicas que se van a analizar; mientras que los actuadores posibilitan lamodificación de dicho sistema. Aunque es habitual emplear indistintamente los términos ‘sensor’ y ‘transductor’ hay que tener en cuenta que no son lo mismo. Un sensor es un dispositivo que a partir de la energÌa del medio, proporciona una señal de salida que es función de la magnitud que se pretende medir. Se denomina sensor primario al dispositivo que transforma la magnitud física a medir en otramagnitud transducible. Un transductor es el dispositivo que transforma una magnitud física (mecánica, térmica, magnética, eléctrica, óptica, etc.) en otra magnitud, normalmente eléctrica. El concepto de transductor es más amplio, ya que un transductor puede incluir, por ejemplo, un sensor y un acondicionador de señal o un conversor analógico-digital. Para obtener una determinada medida en un sistemafísico puede utilizarse un sensor, un transductor a una combinación de un sensor primario con un transductor. Por ejemplo, una posible solución para medir la altura del agua de un depósito sería utilizar un flotador como sensor primario (convertiría el nivel de agua del depósito en un desplazamiento) y un potenciómetro como transductor (convertiría el desplazamiento en una variación de resistencia).Magnitud Física
Posición (Lineal o Angular)

Transductor
Potenciómetro Encoder Sincro y Resolver Transformador diferencial Galga Extensiométrica Dinamo tacométrica Encoder Detector inductivo u óptico Acelerómetro Sensor de velocidad + calculador Galga Extensiométrica Termopar Resistencias PT100 Termistores CTN Termistores CTP Bimetales Inductivos Capacitivos Ópticos

Características
AnalógicoDigital Analógico Analógico Analógico Analógico Digital Digital Analógico Digital Analógico Analógico Analógico Analógico Todo-Nada Todo-Nada Analógico o Todo-Nada Todo-Nada Analógico o Todo-Nada

Pequeños desplazamientos

Velocidad (Lineal o Angular)

Aceleración Fuerza y Par

Temperatura

Sensores de Presencia o Proximidad

Tabla 2.1 Ejemplos de Transductores.

Antonio JavierBarragán Piña

http://www.uhu.es/antonio.barragan

Instrumentación y Control Industrial

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2.1.1) Efectos físicos utilizables en transductores Aquellos efectos físicos que provocan un cambio en alguna de las características eléctricas de un material o dispositivo, pueden utilizarse para realizar la transducción de la magnitud física causante de la variación. Las variaciones eléctricas quepueden darse son: generación de tensión o intensidad por parte del dispositivo, o modificaciones en la resistencia, capacidad o inductancia del mismo. a) Generación de Tensión o Intensidad Al aplicar la magnitud física sobre el dispositivo, éste genera una tensión o intensidad dependiente del nivel de dicha magnitud, sin necesidad de alimentación eléctrica. Por ejemplo los termopares generan unatensión dependiente de la temperatura a la que está sometido. b) Variación de la Resistencia La Resistencia de un dispositivo es la medida de la oposición que este ofrece a ser atravesado por una corriente eléctrica. La resistencia es dependiente de la longitud (l), la sección (S) y la conductividad ( σ ) o resistividad ( ρ ) del material.
l l R = σ ⋅ -- = ----S ρS

(2.1)

c) Variación de laCapacidad Dos conductores separados por un dieléctrico (aislante) constituyen un Condensador. La capacidad de dicho condensador es dependiente del área enfrentada de los conductores (A), de la distancia a la que se encuentran (d) y de la constante dieléctrica ( ε ).
A C = ε ⋅ -d

(2.2)

d) Variación de la Inductancia La Inductancia de un dispositivo indica la magnitud del flujo magnético ( Φ...
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