Sensores inteligentes

SENSORES INTELIGENTES: LA REVOLUCIÓN TECNOLÓGICA DE LA INSTRUMENTACIÓN
Msc. lng. Angel Augusto Custodio Ruiz
DepartamenlO de Ing. Electrónica. UPC - Barcelona. Spain Departamento de Electrónica. UNEXPO - Puerto Ordaz. Venezuela custodio@eel.upc.es

¿POR QUE LOS SENSORES INTELIGENTES?
Un problem a ge neral de los se nsores, es que cada uno tiene un a señal de sa lida diferente , propi a,dependi ente del fabricante y del medi o de transmi sió n que se utili ce. Una de las ventajas de los sensores inteli gentes es que permiten uniformiza r e l tipo de sa lida de la señal [1] ya sea entregando una señal analóg ica no rm ali zada, o un a digital. Para lograr es te o bj eti vo se suele rec urrir a dos estrateg ias: Integrar sobre un a mi sma pastilla de sili cio todos los atributos de lsensor inteligente, o lograr utili za r c irc uito s eco nó mic os y pequeñ os p a ra impl e mentarl o co n sensores no inteli gentes.

En forma general se puede decir que un sensor inteligente es un equipo en el cual uno o más elementos sensores y algún acondicionamiento de señal son integrados en la misma pastilla de silicio o forman un pequeño sistema miniaturizado.

CONTROVERSIA
Existen vari as defini c ion es de se nso re s inteli ge ntes. En forma ge ne ral se puede dec ir qu e un se nso r inteligente es un equip o e n e l c ual un o o más e le me ntos se nso res y a lg ún aco ndi cio na mi e nto de se ña l so n inte g rad os e n la mi s ma pas till a de sili cio [2] o for ma n un pequ eño sistema mini aturi zado. Cuando inclusive se int egra a l microcontrolador se dicen "senso res inteligentes integrados ". Ot ros a uto res son más ex ige ntes [3-5][ 1], e inclu ye n e n la integració n: co nve rsió n A/O , es ta nd arizac ió n de la sa lid a, a utoca lib ració n, auto-t est y a uto- id e nti ficación . Pero e n principio, si alguno de es tos parámetros se e nc ue ntra n e n un pequeño s istema miniat uri zado podría co nsiderarse s ufi c ie nte para se r llamado sensor inteli ge nte .

Figura l. Estructura del Smart Sensor

Se debe notar que los senso res inteligentes se han fabricado e n ambos do mini os: El digital y e l analóg ico. El caso analógico es importante de bid o a que só lo es te tipo de se ñal está no rma li zado a ni ve l indu stri al, ta nto en corriente co mo e n tensi ón. La tendencia a ir a un bus digital se debe a que perm itiría quetodos los sensores y act uado res puedan entregar o recibir info rm ac ión del mi smo bu s. Así el siste ma de control solo te ndría que identi fica r la fuente de cada se ñal y ge nerar las adecuadas respuestas. En forma gráfica sería como indi ca la figura 2.

SMART SENSOR

~

Transductor

AcondicIonador

~

Transductor - Convertidor - AcondiCionador Transductor - Corwertidor -Acondioonador -

Microcontrolador
Transductor - CorTYertidor - Acondicionador MIcrocontrolador

Figura 3: Tipos de definiciones del Sma,., Sensor

Figura 2: Bus digital
• RAM AS DE E STUDIANTES DEL IEEE

T a mbi é n se ha tratado de ag rega r inte li ge ncia arti f ic ial a los se nso res. Artículos al re s pec to se desc riben en la litera tura: M ode lo de un AOC neural [6], co mpen sac ión de l error de los conversores usa ndo rede s ne uron a le s [7], in c re mento de la re solución de lo s converso res usa nd o redes neuron a les

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[8] (este último es interesante desde e l punto de vis ta que s in in creme nta r el ha rdware , se agregan bits de re so lu ció n), conversor utili zan do lógica Fu zzy [9], etc.

Parámetro medido

Amplificador Fil tro Multiplexer
ADC ASyslem MP

Un sensor inteligente debe ser diseñado de tal manera que su aplicación no resulte difícil.

Logic Slale Machine

TEDS

Figura 4: Funciones del Smarl Sensor.

QUE DEBE TENER UN SMART SENSOR
Un se nso r int e li ge nte debe se r di se ñado de ta l manera que s u aplicación no re sulte difícil. De be ría tener una sa lida estándar, di s minución del offset, deriva y...