Sensores

Sensores y dispositivos de medición
Los sensores constituyen el principal medio de enlace entre los procesos industriales ylos circuitos electrónicos encargados de controlarlos o monitorearlos. Este capítulo examina los conceptos generales relacionados con los sensores eléctricos, haciendo énfasis en los principales tipos disponibles para aplicaciones industriales, sus principios defuncionamiento y la interpretación de sus características estáticas y dinámicas
Generalidades Los sensores o transductores, en general, son dispositivos que transforman una cantidad física cualquiera, por ejemplo la temperatura, en otra cantidad física equivalente, digamos un desplazamiento mecánico. En este capítulo nos referiremos principalmente a los sensores eléctricos, es decir aquellos cuya salida esuna señal eléctrica de corriente o voltaje, codificada en forma análoga o digital. Los sensores posibilitan la comunicación entre el mundo físico y los sistemas de control, tanto eléctricos como electrónicos, utilizan doce extensivamente en todo tipo de procesos industriales y no industriales para propósitos de monitoreo, control y procesamiento.
En un sentido más amplio, el uso de los sensores nose limita solamente a la medición o la detección DC cantidades físicas. También pueden ser empleados para medir o detectar propiedades químicas y biológicas. Asimismo, la salida no siempre tiene que ser una señal eléctrica. Por ejemplo, muchos termómetros utilizan como sensor una lámina vi metálica, formada por dos metales con diferentes coeficientes de dilatación, la cual produce undesplazamiento (señal mecánica) proporcional a la temperatura (señal térmica).
De hecho, desde un punto de vista teórico, tanto la entrada como la salida de un sensor pueden ser una combinación cualquiera de los siguientes seis tipos básicos de variables existentes en la naturaleza:
•  Variables mecánicas. Longitud, área, volumen, flujo másico, fuerza, torque. Presión, velocidad, aceleración, posición,longitud de onda acústica, intensidad acústica, etc.
•  Variables térmicas. Temperatura, calor, entropía, flujo calórico, etc.
•  Variables eléctricas. Voltaje, corriente, carga, resistencia, inductancia, capacitancia, constante dieléctrica, polarización, campo eléctrico, frecuencia, momento bipolar, etc.
•  Variables magnéticas. Intensidad de campo, densidad de flujo, momento magnético,permeabilidad. etc.
•  Variables ópticas. Intensidad, longitud de onda, polarización, fase, reflectancia, transmitancia, etc.
• Variables químicas o moleculares. Composición, concentración. Potencial redox, rata de reacción, ph. olor, etc.
En la práctica de la electrónica industrial. Sin embargo. Los sensores preferidos. Y a los cuales dedicaremos la mayor atención en este curso. Son aquellos que noreciben una señal de salida ch5ct rica. Ello se debe a las numerosas ventajas que proporcionan los métodos electrónicos para el control y medición de procesos. Las siguientes son algunas de ellas:
•  Debido a la naturaleza Eléctrica de la materia, cualquier variación de un parámetro 110 eléctrico (temperatura. humedad, presión, etc...) viene siempre acompañada por la variación de un parámetroeléctrico (resistencia, capacitancia. inductancia, etc.). Esto permite realizar sensores eléctricos prácticamente para cualquier variable, eléctrica o no eléctrica. Lo importante es seleccionar el material adecuado.
Se pueden implementar sensores no intrusivos. Es decir que no extraen energía del sistema bajo medición. Esta operación se realiza mediante el uso DC técnicas de amplificación. También sedispone de una gran variedad de recursos para acondicionar o modificar las señales a necesidades particulares. Así cono para presentar o registrar la información suministrada. Muchos de estos recursos filtros.
La transmisión de señales eléctricas es más versátil. Limpia y segura que la de otros tipos (le señales mecánicas). No obstante. Estas técnicas pueden ser más convenientes en algunas...