Apuntes Unidad I Sistemas programables x Ing


Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes físicas, químicas, biológicas, etc. Llamadas variables de instrumentación en magnitudes eléctricas.

1.1 Sensores Ópticos
Un sensor óptico se basa en el aprovechamiento de la interacción entre la luz y la materia para determinar las propiedades de ésta. Una mejora de los dispositivos sensores, comprende la utilización de la fibraóptica como elemento de transmisión de la luz.

Diagrama Básico:

Tipos
Los principales sensores ópticos son las fotorresistencias, las LDR x sus siglas en ingles (light-Depend-Resistor).

Recordemos que se trataba de resistencias cuyo valor disminuía con la luz, de forma que cuando reciben un haz de luz permiten el paso de la corriente eléctrica por el circuito de control. Cuando una persona o unobstáculo interrumpen el paso de la luz, la LDR aumenta su resistencia e interrumpe el paso de corriente por el circuito de control.
Las LDR son muy útiles en robótica para regular el movimiento de los robots y detener su movimiento cuando van a tropezar con un obstáculo o bien disparar alguna alarma. También sirven para regular la iluminación artificial en función de la luz natural.
El circuito queaparece en la imagen superior derecha nos permitiría controlar la puesta en marcha de una alarma al disminuir la intensidad luminosa que incide sobre un LDR.

También los sensores ópticos se clasifican en dos categorías

1. Los sensores basados en la reflexión:
Tienen el emisor de luz y el detector muy próximos y deducen la distancia a la que está un objeto dependiendo del ángulo que forma la luzal rebotar sobre este. Esto hace que su rango sea bastante limitado.

2. Sensores en modo barrera.
Trabajan en modo barrera tienen la fuente a cierta distancia enfrente del sensor y solo pueden saber si el rayo se obstruye o no, aunque también se pueden configurar para detectar una pérdida de cantidad de luz, utilizable esto para algún proceso de control de nivel de líquido en algún recipientecomo en una cinta transportadora de botellas.


Funcionamiento
Existen diferentes técnicas ópticas que pueden aplicarse a la medida de diferentes parámetros. Podemos medir la atenuación-transmisión espectral de la luz al atravesar un determinado medio, lo que nos permitirá encontrar los elementos discretos presentes en ese medio y su concentración.

También pueden realizarse medidas de tipointerferométrico, en las que la propiedad de la radiación que sufre cambios debido al efecto externo es la fase, con lo que empleando otro haz luminoso de fase conocida como referencia, es posible determinar la magnitud de ese efecto externo.



Características

Exactitud. Se debe poder detectar el valor verdadero de la variable sin errores sistemáticos. La media de los errores cometidos debetender a cero.
Precisión. Una medida será más precisa que otra si los posibles errores aleatorios en la medición son menores.
Rango de funcionamiento.
El sensor debe tener un amplio rango de funcionamiento, es decir, debe ser capaz de medir de manera exacta y precisa un amplio abanico de valores de la magnitud correspondiente.
Velocidad de respuesta.
El sensor debe responder a los cambios de lavariable a medir en un tiempo mínimo. Lo ideal sería que la respuesta fuera instantánea.
Calibración. Es el proceso mediante el que se establece la relación entre la variable medida y la señal de salida que produce el sensor. Debe poder realizarse de manera sencilla y además el sensor no debe precisar una re calibración frecuente.
Fiabilidad. El sensor debe ser fiable, es decir, no debe estar sujetoa fallos inesperados durante su funcionamiento.


Modo de comunicación
Se mide es la atenuación de la luz guiada por una fibra óptica a la que se le ha eliminado parcialmente el revestimiento y se ha depositado una multicapa incluyendo algún medio metálico. Dependiendo del índice de refracción del medio en contacto con la capa más exterior, el acoplamiento entre los campos será más o menos...