Sensores y Acuadores

Sensores y Actuadores
•Sensores: clasificación y características generales.
•Sensores de proximidad.
•Otros sensores:
•de temperatura.
•de nivel.
•Clasificación de accionamientos

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Definiciones (DRAE)
Sensor: Dispositivo que detecta una

determinada acción externa, temperatura,
presión, etc., y la trasmite adecuadamente.
Transductor: Dispositivo que transforma el
efecto de unacausa física, como la presión,
la temperatura, la dilatación, la humedad,
etc., en otro tipo de señal, normalmente
eléctrica.

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Estructura de un transductor
Captación

Tratamiento señal

Alimentación

Fenómeno
físico

Salida
Sensor

Filtro

Amplificador

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Curva de calibración
También llamada curva característica.
Relaciona la variable medida y la señal
generadaSe puede obtener aplicando una serie de
entradas físicas conocidas y almacenando la
respuesta del sistema.

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Curvas características de Termopares
(fuente: OMEGA Engineering, Inc.)

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Clasificaciones
Según el tipo de señal de salida:
Analógicos. Dan como salida un valor de tensión o corriente
variables en forma continua dentro del campo de medida.
Digitales. Dan como salida unaseñal en forma de una
palabra digital.
Todo-nada. Indican cuándo la variable detectada rebasa un
cierto umbral.

Según la magnitud física a detectar:
Posición, velocidad, fuerza y par, presión, caudal,
proximidad, etc.

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Ejemplos

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Características generales
Estáticas
Campo de medida (range)
Resolución (discrimination)
Exactitud (accuracy)
Precisión
LinealidadSensibilidad
Ruido
Histéresis

Dinámicas
Velocidad de
respuesta
Respuesta frecuencial
Estabilidad

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Características estáticas
Campo de medida: Rango de valores de la
magnitud de entrada comprendido entre el
máximo y el mínimo detectables por un
sensor, con una tolerancia de error aceptable
Resolución: Mínima diferencia entre dos
valores próximos que el sensor es capaz de
distinguir
9Características estáticas (II)
Sensibilidad: Variación de la salida
producida por una variación de entrada.
Pendiente de la curva de calibración. Cuanto
mayor, mejor.
Linealidad: Cercanía de la curva
característica a una recta especificada.
Linealidad equivale a sensibilidad cte.
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Características estáticas (III)
Saturación: No linealidad producida por
disminución desensibilidad típicamente al
principio o al final del rango.
Histéresis: Diferencia entre valores de salida
correspondientes a la misma entrada, según
la trayectoria seguida por el sensor.

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Características estáticas (IV)
Exactitud: diferencia entre la salida real y el
valor teórico de dicha salida (valor verdadero).
Se suele dar en valor absoluto o relativo.
Precisión: capacidad de obtener lamisma
salida cuando se realizan varias lecturas de la
misma entrada y en las mismas condiciones.
Tb. repetibilidad.
Estima la desviación de las medidas.
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Características dinámicas
La mayor parte de los sensores tienen un
comportamiento dinámico asimilable a un sistema
de primer o segundo orden.
Velocidad de respuesta: capacidad para que la
señal de salida siga sin retraso lasvariaciones de la
señal de entrada.
Respuesta frecuencial: Relación entre la
sensibilidad y la frecuencia cuando la entrada es
una excitación senoidal. Representación mediante
un gráfico de Bode.
Estabilidad: Desviación de salida del sensor al
variar ciertos parámetros exteriores distintos del
que se pretende medir.
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Características dinámicas (II)
Algunos de los parámetros másrelevantes
empleados en la definición de la velocidad de
respuesta son:
Tiempo de retardo: tiempo transcurrido desde la aplicación
de un escalón de entrada hasta que la salida alcanza el
10% de su valor permanente.
Tiempo de subida: tiempo transcurrido desde que la salida
alcanza el 10% de su valor permanente hasta que llega por
primera vez al 90% de dicho valor.
Tiempo de establecimiento:...