Sensores

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Sensores |
ROBOTICA Y AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMAS |
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Manel Sola Prieto 1174573 |
21/11/2011 |

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Sensores
Para definir el funcionamiento de los siguientes sensores antes hay que explicar una serie de conceptos.
Conceptos:
- Exactitud: Es la capacidad de un sensor de medir un valor lo más cercano posible a la magnitud real. Cuanto más se acerque el valor medido al valorreal más exacto es el sensor. Si un sensor que mide una magnitud X tiene una precisión p X se definirá un rango entre el valor-p a el valor+p donde se encontrara la medida real.
- Repetitividad: Es la capacidad de un sensor para dar un resultado igual para una magnitud en dos medidas diferentes, es decir; que para dos capturas de una magnitud de el mismo valor. Para calcular la repetitividadmedimos una misma magnitud y comparamos la diferencia de esas medidas.
- Resolución: Es la mínima variación en la magnitud que provoca un cambio en la medida. Si una regla mide con escala de milímetros su resolución será 1mm.
- Precisión: Es la capacidad de un sensor de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Se calcula como la repetitividad solo quecalculando la dispersión de las medidas.
- Linealidad: Se dice de los sensores que para el doble de magnitud observada dan el doble de la medida. Si con un sensor que mida temperatura medimos una temperatura y calentamos al doble de esta temperatura el sensor nos dará el doble del valor original.
- Histéresis: Es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades, en ausencia delestímulo que la ha generado. Aplicándolo a los sensores, es la capacidad del sensor para volver al estado de reposo una vez ha dejado de medir la magnitud. Si tomamos como ejemplo un sensor de temperatura la histéresis seria el tiempo que hay que esperar para que el sensor vuelva al estado de reposo para poder volver a medir.
- Rango (escala): Es la diferencia entre el valor mínimo y el máximo que puedemedir un sensor. Si tenemos una regla de tamaño un metro el rango será el 1m.

- Umbral: En sensores es el valor mínimo o el máximo de la magnitud que puede medir el sensor. Por ejemplo, si estamos trabajando con sensores ópticos, el rango mínimo para la medición del sensor podría ser de 0.1 Lux como los sensores tratados mas adelante.
- Zona muerta: Es la distancia mínima a la que un sensorpuede efectuar la medida. Por debajo de la distancia mínima se encuentra la zona muerta. Es aplicable a los sensores de medida de distancia. Si estamos trabajando con un medidor de distancias laser la zona muerta podría ser la mínima distancia que necesita el laser para reflejarse.
- Tiempo de establecimiento: Es el tiempo que necesita el sensor para hacer estable la medida una vez se aplica lamagnitud. En los sensores de temperatura mientras estos se calientan pueden pasar unos segundos, hasta que el señal de temperatura se establece.

Esquemas de funcionamiento:

Potenciómetro para desplazamiento lineal:
El potenciómetro de desplazamiento lineal o potenciómetro resistivo es un sensor basado en un sencillo circuito eléctrico.

Este circuito está compuesto por una fuente dealimentación conectada a una resistencia con un contacto móvil que se mueve por la resistencia y que hace que el potencial de salida varíe. En función de los potenciales de entrada y el potencial al que se somete el contacto móvil se puede tener una idea del desplazamiento que ha sufrido el contacto móvil. Si este contacto se conecta con algún elemento físico que lo desplace en función de la distanciaque se quiere medir obtenemos un sensor de distancias lineales.
Sensor de desplazamiento capacitativo:
Se trata de un sensor formado por una capacidad que, como el sensor anterior, cambia sus propiedades eléctricas al medir una distancia. Su funcionamiento se basa en un oscilador cuya capacidad la forman un electrodo interno (parte del propio sensor) y otro externo (constituido por una pieza...