sensores

SENSORES:

Para un sistema automático realice su tarea de forma eficiente, rápida e inteligente, es preciso que tenga conocimiento de una serie de parámetros o características internas. Tales características son muy diversas y se intentará controlar unas u otras en función de las necesidades.
Por ejemplo, puede ser necesario controlar la temperatura a la que está cierta parte del sistemaautomático o la presión, etc. Sin embargo, hay ciertas características que resulta interesante poder controlar para la mayoría de los sistemas automáticos: la posición, la velocidad y la aceleración.

Estas tres variables y los diferentes métodos para conocer su valor en un instante determinado son lo que vamos a tratar en esta parte.



















1.- Posición:

Elproblema de poder determinar la posición en la que se encuentra el sistema automático en un momento determinado es uno de los más importantes e interesantes en el campo de estudio de la automatización. Actualmente no existe un método infalible y universal para calcular la posición, sino que, por el contrario, existen una serie de métodos basados en diversas técnicas que intentan resolver el problema. Enla mayoría de los casos reales, la solución adoptada pasa por el empleo de varios de estos métodos. A continuación vamos a comentar los principales, en que se basan así como su funcionamiento.






Encoders increméntales:
Los codificadores ópticos o encoders increméntales se utilizan fundamentalmente para el cálculo de la posición angular. Básicamente constan de un disco transparente, elcual tiene una serie de marcas opacas colocadas radialmente y equidistantes entre sí; de un elemento emisor de luz (como un diodo LED); y de un elemento fotosensible que actúa como receptor. El eje cuya posición angular se va a medir va acoplado al disco. Ver figura 3:
Figura 3
El funcionamiento es el siguiente: cuando el sistema comienza a funcionar el emisor de luz empieza
a emitir; amedida que el eje vaya girando, se producirán una serie de pulsos de luz en el receptor, correspondientes a la luz que atraviesa los huecos entre las marcas. Llevando una cuenta de esos
pulsos es posible conocer la posición del eje.
Sobre este esquema básico es habitual encontrar algunas mejoras. Por ejemplo, se suele introducir
otra franja de marcas por debajo, desplazada de la anterior, parapoder controlar el sentido del giro; además suele ser necesario el empleo de una marca de referencia que nos ayudará a saber si hemos completado una vuelta.

Realmente los encoders increméntales miden la velocidad de giro, pero podemos extrapolar la
posición angular. Como es lógico, la resolución de este tipo de sensores depende directamente
del número de marcas que podamosponer físicamente en el disco.

Encoder absoluto:
La función de este tipo de dispositivos es similar a la de los anteriores, medir la posición angular. Sin embargo en este caso lo que se va a medir no es el incremento de esa posición, sino la posición exacta. La disposición es parecida a la de los encoders increméntales. También se dispone de una fuente de luz, de un disco graduado y de unfotorreceptor. La diferencia estriba en la graduación o codificación del disco. En este caso el disco se divide en un número fijo de sectores (potencia de 2) y se codifica cada uno con un código cíclico ( normalmente un código de Gray); este código queda representado en el disco por zonas transparentes y opacas dispuestas radialmente, como se puede apreciar en la figura 4.



Figura 4

No esnecesaria ninguna mejora para detectar el sentido del giro, ya que la codificación de los distintos sectores angulares es absoluta.
La resolución de estos sensores es fija y viene dada por el número de anillos que posea el disco, o lo que es lo mismo, el número de bits del código utilizado. Normalmente se usan códigos de 8 a 19 bits.
Tanto los encoders absolutos como los increméntales pueden...