Sensores mecanicos

Centro de Enseñanza Técnica y Superior
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Instrumentación y Control de Procesos
Maestro: Dr. Carlos Fuentes.
Sensores Mecánicos
Presentado por: Daniel Ernesto León Ocaño.
Matrícula: 22151
Mexicali, B.C. 03 Diciembre 2008
Sensores Mecánicos
I. Introducción
Es importante conocer el funcionamiento de los principales sensores de variables físicas (posición,tensión, flujo, presión) pues estos a su vez pueden ser utilizados para encontrar el valor de otras variables. Hoy en día los sensores mecánicos son de gran utilidad en la industria, y para poder seleccionar el más adecuado para nuestro proceso es importante conocer el funcionamiento interno de ellos y los principios físicos y eléctricos que los rigen.
Los sensores de los que se hablará acontinuación son los utilizados para medir desplazamiento y posición, tensión, movimiento, presión y flujo.
*II.* Sensores de Desplazamiento y Posición
Entender el funcionamiento de este tipo de sensores es sencillo, ya que se basan en principios básicos de electricidad, los principales tipos son:
Sensores de Potenciómetro Estos dispositivos convierten un desplazamiento lineal o angularen una variación en resistencia y con ello se puede lograr una variación en voltaje o en corriente.
Sensores Capacitivos e Inductivos Los sensores capacitivos son buenos para medir desplazamiento, ya que en un capacitor de barras, el valor de capacitancia puede verse afectado al variar la separación entre las barras o la variación del área en común de ambas barras; también se produce uncambio en la capacitancia al cambiar el material que se usa como dieléctrico. Los primeros 2 casos tienen una relación directa con desplazamiento.
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Un movimiento en el núcleo provoca una descompensación en los campos magnéticos y por lo tanto una diferencia de potencial. En la actualidad existen LVDT con rangos lineales desde ±25cm hasta 1mm.Sensores de Nivel
Mecánicos: Los sistemas de flotador son los más utilizados para la medición de nivel de líquidos, en estos, un flotador se mueve hacia arriba y hacia abajo y está conectado con un medidor de desplazamiento angular.
Eléctricos: En algunos casos se utiliza la conductividad del líquido del cual se quiere conocer el nivel. El cambio en el nivel provoca uncambio en resistencia y con ello se puede ocasionar un cambio en el nivel de voltaje.
Ultrasónicos: Estos sensores son los más exactos, ya que proporcionan un método “no invasivo”, es decir, su utilización no modifica el nivel del líquido a medir. Pueden usarse interna o externamente y la medición se basa en el tiempo transcurrido desde que se emite un pulso ultrasónicohasta que se recibe de rebote.
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Sensores basados en Presión Si se conoce la densidad del líquido a medir, y las dimensiones del tanque, se hace posible conocer el nivel del líquido cuando se mide la presión en el fondo del tanque. Este método también es no invasivo.
III. Sensores de Tensión
Los sensores de tensión son ampliamente utilizados para medir otrasvariables físicas, tales como presión, peso y otras más.
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Al aplicar una fuerza externa a un cuerpo sólido, se produce una deformación en éste. El tamaño de la deformación ira en función de las características físicas del material y de la magnitud de la fuerza aplicada. La fuerza aplicada puede provocar un estiramiento, compresión o una deformación en caso detratarse de un par de fuerzas aplicadas en sentidos diferentes y sobre diferentes puntos del cuerpo:
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Al graficar la tensión contra la deformación que produce se ve obtiene una gráfica como la mostrada a continuación. Si la fuerza es aplicada en la zona lineal, al momento de quitar la fuerza la deformación también desaparecerá, a esta zona se le llama zona elástica, pero se llega al...