Sensores y actuadores

Sensores y Actuadores Industriales

Tema 4
Sensores y Actuadores Industriales

En el control en lazo cerrado, se necesitan:
- Elementos de captación de las magnitudes de la planta (sensores o transductores)
- Circuitos adaptadores (circuitos o bloques de interfaz).
- Accionamientos o elementos que actúan sobre la parte de potencia de la planta.
Estudio de sensores y preaccionamientosligados a sistemas de control de tipo eléctrico o
electrónico.
Bloques de interfaz: adaptan la señal eléctrica que suministran. Independientes o integrados en los
sensores.
Sensor

Transductor.

Transductor se utiliza en un sentido más amplio (incluye un circuito de acondicionamiento).
Transductores de salida eléctrica: convierten una magnitud física en una señal eléctrica codificada,
yasea en forma analógica o digital.

Partes de los transductores basados en fenómenos de tipo eléctrico o magnético:
-

Elemento sensor o captador.
Bloque de tratamiento de la señal.
Etapa de salida.

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1. Clasificación de los sensores

Clasificación según el tipo de señal de salida:
-

Analógicos.
Digitales.
Todo-nada.

Clasificación segúnnecesidad de alimentación externa:
-

Pasivos.
Activos.

Clasificación según la magnitud a detectar:
-

Posición lineal o angular.
Pequeños desplazamientos o deformaciones.
Velocidad lineal o angular.
Aceleración.
Fuerza y par.
Presión.
Caudal.
Temperatura.
Presencia o proximidad.
Sensores táctiles.
Sistemas de visión artificial.

Principios físicos en que se basan lossensores:
-

Cambios de resistividad.
Electromagnetismo.
Piezoelectricidad.
Efecto fotovoltaico.
Termoelectricidad.

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2. Características generales de los sensores
Transductor ideal: Relación entre magnitud de salida y variable de entrada puramente proporcional
y de respuesta instantánea e idéntica para todos los elementos de un mismo tipo.Comportamiento real: Se comparan con un modelo ideal de comportamiento o con un transductor
patrón y se definen una serie de características que indican la desviación respecto a dicho modelo.

Características estáticas: Actuación del sensor en régimen permanente o con cambios muy lentos
de la variable a medir.
-

Campo de medida: Rango de valores de la magnitud de entrada comprendido entre el máximo yel
mínimo.

-

Resolución: Capacidad del sensor para discernir entre valores muy próximos. (Mínima diferencia
entre dos valores próximos).

-

Precisión: Máxima desviación entre la salida real y el valor teórico esperado en idénticas
condiciones.

-

Repetibilidad: Máxima desviación entre valores de salida obtenidos al medir varias veces un
mismo valor de entrada con el mismosensor y condiciones ambientales.

-

Linealidad: Relación entre los incrementos de la señal de salida que corresponde a incrementos de
la señal de entrada en todo el campo de medida.

-

Sensibilidad: Mayor o menor variación de la salida por unidad de la magnitud de entrada. En
transductores lineales es constante.

-

Ruido: Perturbación aleatoria del propio transductor o del sistema demedida que produce una
desviación de la salida con respecto al valor teórico.

-

Histéresis: A igual magnitud de entrada, la salida depende de si se alcanza con incrementos o
decrementos de la señal.

Características dinámicas: Describen la actuación del transductor en régimen transitorio.
-

Velocidad de respuesta: Capacidad del transductor para que la señal de salida siga sinretraso las
variaciones de la señal de entrada.

-

Tiempo de retardo: 0 al 10% del valor en régimen permanente.

-

Tiempo de subida: 10 al 90% del valor en régimen permanente.

-

Tiempo de establecimiento: 0 al régimen permanente con una tolerancia de 1%.

-

Constante de tiempo: Tiempo en alcanzar el 63% del valor en régimen permanente.

-

Respuesta frecuencial: Relación...