electronica

INSTRUMENTACIÓN

Tema 2: Sensores

1

Tema 2. Sensores
•
•
•
•
•
•
•

Sensores primarios
Sensores resistivos
S
i ti
Sensores capacitivos
Sensores inductivos y electromagnéticos
Sensores generadores
Sensores digitales
Otros tipos de sensores

2

1

Sensores primarios

3

Sensores primarios
Recordemos lo que representan:

SISTEMA

física

Magnitud
eléctricaMagnitud
relacionada

Magnitud

SENSOR

SENSOR

PRIMARIO

•
•

convierten una magnitud física en otra más fácil de medir por un
sensor
no ofrecen una salida en forma de señal eléctrica

4

2

Sensores primarios
SENSORES PRIMARIOS
(según la magnitud de entrada que detectan):

•

de temperatura:
•

•

•
•

de caudal:
•

de presión:
•

•
•

bimetales•

•

manómetro
tubo Bourdon
diafragma

de fuerza y par
de nivel

•

•
•
•

•

tubo de Pitot
caudalímetros de
obstrucción
rotámetros o
caudalímetros de área
variable
caudalímetros de turbina
caudalímetros térmicos
caudalímetros de
desplazamiento positivo
vertederos de aforo

5

Sensores primarios de temperatura: bimetales
Bimetal: pieza formada por 2 metalescon distinto coeficiente de
dilatación térmica unidos firmemente, por ejemplo, mediante
soldadura autógena y sometidos a la misma temperatura.
ld d
tó
tid
l
i
t
t
Cuando se produce un cambio de T, la pieza se deforma según un arco
circular uniforme.

r≈

2e
3(α A − α B )(T2 − T1 )
6

3

Sensores primarios de temperatura: bimetales
Uso como sensor primario:
TemperaturaBIMETAL

Desplazamiento

SENSOR

Magnitud
eléctrica

Características:
• respuesta lenta
Otros usos:
• actuadores para abrir o cerrar contactos (termostatos)
• como protección en circuitos eléctricos (interruptores térmicos
por bimetal)

7

Sensores primarios de temperatura: bimetales
Uso como sensor completo:
Termómetros bimétalicos.
Constan de dos láminas de metal
pegadas, condiferentes coeficientes
de dilatación térmica. Cuando se
somete la lámina bimetálica a un
cambio de temperatura, la dilatación
diferencial provoca una flexión del
conjunto en forma de arco circular.
Basado en este sistema mecánico
Bourdon Española suministra los
modelos TBM y TBO, atendiendo a la
posibilidad de orientar la esfera.
8

4

Sensores primarios de presión
Sensoresprimarios de presión:
– manómetro
– t b B d
tubo Bourdon
– diafragma

Pr esión =

Fuerza
Superficie

La medida de presiones en líquidos o gases es frecuente en
control de procesos
Para medir la presión se procede bien a su comparación con otra
fuerza conocida bien a la detección de su efecto sobre un
conocida,
elemento elástico (deflexión)

9

Sensores primarios de presión: ManómetroManómetro de columna de líquido

h=

p1 − p ref
ρ⋅g

Presión

Manómetro

Desplazamiento

10

5

Sensores primarios de presión: Tubo Bourdon
Tubo Bourdon
-

tubo metálico de sección transversal no
circular, que tiende a recuperar dicha forma
cuando se aplica una diferencia de presión
entre el interior y el exterior

(La diferencia de presiones provoca una deformación)Presión

Tubo
Bourdon

Desplazamiento

11

Sensores primarios de presión: Tubo Bourdon
-

mejoras:
- en espiral y helicoidal

12

6

Sensores primarios de presión: Tubo Bourdon
-

Características:
- lineal para desplazamientos muy pequeños
- se usa para altas presiones

13

Sensores primarios de presión: Tubo Bourdon
-

Uso como sensor completo:
Manómetro TuboBourdon.
Consiste en un tubo en forma de
"C" que dibuja un anillo casi
completo, cerrado por un extremo.
Al aplicar la presión al terminal
abierto,
,
el
tubo
tiende
a
enderezarse y el movimiento es
transmitido a la aguja indicadora.

14

7

Sensores primarios de presión: Diafragma
-

Diafragma: Placa circular flexible que se deforma debido a la
diferencia de presiones entre...