Sensores

Sensores
Un sensor es un dispositivo capaz de detectar magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc. Una magnitud eléctrica puedeser una resistencia eléctrica (como en una RTD), una capacidad eléctrica (como en un sensor de humedad), una tensión eléctrica (como en un termopar), una corriente eléctrica (como en un fototransistor), etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha unade sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.

Características de los sensores
Rango demedida: dominio en la magnitud medida en el que puede aplicarse el sensor.
Precisión: es el error de medida máximo esperado.
Offset o desviación de cero: valor de la variable de salida cuando la variable de entrada es nula. Si el rango de medida no llega a valores nulos de la variable de entrada, habitualmente se establece otro punto de referencia para definir el offset.
Linealidado correlación lineal.
Sensibilidad de un sensor: suponiendo que es de entrada a salida y la variación de la magnitud de entrada.
Resolución: mínima variación de la magnitud de entrada que puede detectarse a la salida.
Rapidez de respuesta: puede ser un tiempo fijo o depender de cuánto varíe la magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para seguir las variaciones de la magnitud de entrada.
Derivas: sonotras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de entrada, que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser condiciones ambientales, como la humedad, la temperatura u otras como el envejecimiento (oxidación, desgaste, etc.) del sensor.
Repetitividad: error esperado al repetir varias veces la misma medida.

Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que sequiere medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital, un computador y un visualizador) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano.
Por lo general, la señal de salida de estos sensores no es apta para sulectura directa y a veces tampoco para su procesado, por lo que se usa un circuito de acondicionamiento, como por ejemplo un puente de Wheatstone y amplificadores y filtros electrónicos que adaptan la señal a los niveles apropiados para el resto de los circuitos.

Clasificación de los sensores
Magnitud
Ejemplos
Presión
Membranas

Piezoeléctricos

Manómetros digitales
Caudal
Turbina

MagnéticoTemperatura
Termopar

RTD

Termistor NTC

Termistor PTC

Bimetal-Termostato
Sensores de presencia
Inductivos

Capacitivos

Ópticos
Sensores de proximidad
Sensor final de carrera

Sensor capacitivo

Sensor inductivo

Sensor fotoeléctrico
Sensores de luz
Fotodiodo

Fotoresistencia

Fototransistor

Célula fotoeléctrica




Funcionamiento de algunos sensores
Sensor Piezoeléctrico
Funciona con elprincipio de piezoelectricidad, éste es un fenómeno que ocurre en determinados cristales que, al ser sometidos a tensiones mecánicas, en su masa adquieren una polarización eléctrica y aparecen una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie.
Este fenómeno también ocurre a la inversa: se deforman bajo la acción de fuerzas internas al ser sometidos a un campo eléctrico. El efecto...