1.TRIPOS DE SEÑALES. TRANSDUCTORES: A.TIPOS DE SEÑALES: Señal analógica. La magnitud observada presenta una evolución continua en el margen de funcionamiento. Señal digital. Entre dos valores no hay intermedios: se salta directamente de uno a otro. B.SENSORES, TRANSDUCTORES, CAPTURADORES:
Sensor
Es el elemento que se encuentra en contacto directo con la magnitud que se a evaluar. Trasductor. Transforma la señal que sale del sensor en otra de tipo eléctrico que se puede utilizar para medir. El transductor incluye el sensor como una parte de el. Captador. Es un transductor en el que la señal de salida no es de tipo eléctrico. También incluye al sensor. Transmisor. Es la circuteria que transforma la señal que sale del sensor, transductor o captador y la convierte en señal normalizada. C. TRATAMIENTO DE LA SEÑAL: Al final, se trata de que el circuito trasmisor presente una salida para el fin previsto. En el eje OX están marcadas las temperaturas y en el eje yo, la tensión de salida. Por denajo de la temperatura umbral no hay salida y por encima de esta temperatura la salida es de 24V. No hay estados intermedio; la señal solamente puede asumir dos valores: se trata de la señal binaria que, como se ha comentado al principio, es un tipo de señal digital.
D.PROPIEDADES DE LOS SENSORES:
Rango de medida, sensibilidad, resolución, no linealidad, histéresis, repetibilidad. 2.TRANSDUCTORES DE POSICIÓN: A. FINALES DE CARRERA MECÁNICOS: Según sea el elemento actuador del transmisor se divide en: final de carrera de palanca, final de carrera de embolo, final de carrera de varilla.
B. SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS:
Se clasifican en función de los distintos materiales ante los que son capaces de reaccionar: embolo, palanca, varilla. C. DETECTORES INDUCTIVOS SENSIBLES A MATERIALES Ferromagnéticos: Se hace uso de un campo magnético estático que es modificado por la presencia del material ferromagnético a detectar. Están más próximos a los finales de carrera mecánicos, pues no precisan de alimentación eléctrica. D. DETECTORES INDUCTIVOS SENSIBLES A MATERIALES MATÁLICOS: Reaccionan ante cualquier material capaz de producir perdidas por el efecto Foucault.
Se hace uso de un campo magnético variable cuya dispersión en el espacio define el campo de sensibilidad del dispositivo. E. SENSORES DE PROXIMIDAD CAPACITADOS: Utilixan un campo eléctrico como fenómeno físico aprovechable para reaccionar frente al objeto a detectar. F. SENSORES Ópticos. Se clasifican en dos grupos: sensores ópticos directos y sensores ópticos con fibras ópticas acopladas. Los tres sistemas principales de detección en las células son: Barrera (la célula esta compuesta por dos módulos, un emisor y un receptor, colocados uno frente al otro), reflexión (la célula lleva el trasmisor y el receptor montados en el mismo modulo y detecta el paso de cualquier objeto), proximidad (la célula lleva el transmisor y el receptor en el mismo modulo, y percibe el peso de cualquier objeto próximo a ella) 3.TRANSDUCTORES DE DESPLAZAMIENTO. A. MEDIDAS DE GRANDES DISTANCIAS: El radar se emplea para distancias mayores de 100m, incluso para mas de 10km. También se puede utilizar para medir la posición y la velocidad de objetos móviles aplicándolo al efecto Doppler.
B. MEDIDAS DE DISTANCIAS CORTAS. C. MEDIDA DE PEQUEÑOS DESPLAZAMIENTOS. Existen muchos procedimientos para medir pequeños desplazamientos en función de que el transductor utilizado sea resistivo(existen resistencias de hilo metálico o material semiconductor construidas para variar su resistencia al ser deformadas, estas resistencias se denominan galas extensométricas)
Inductivo o capacitavo. D.MEDIDA DE ÁNGULOS. La medida de ángulos de desplazamientos angulares tiene los mismos principios que los medidores de desplazamiento lineales. Los transductores pueden ser: resistivos (potenciómetro, inductivos (resolver y syncro), capacitivos, discos codificados.
4.TRANSDUCORES DE VELOCIDAD
A. TACÓMETRO
Es un instrumento que indica la velocidad, generalmente en rpm, de la maquina a la que va acoplado. El tacómetro mide una magnitud física o mecánica, de la que se conoce la ley de variación en función de la velocidad. Normalmente son tacómetros electrónicos, que produce una tensión proporcional a la variación de rotación. B. MEDIDOR DE VELOCIDAD POR IMPULSOS Y SISTEMAS ÓPTICOS 5.TRASDUCTORES DE PRESIÓN. Se clasifican en tres grupos: Mecánicos (son elementos de medida directa que miden la presión comparándola con un líquido de densidad y altura conocidos. Hay dos tipos: manómetro de presión absoluta y manómetro de columna de liquido) Electromecánicos ( Los más empleados son: transmisores eéctricos de equilibrio de fuerzas, resisitivos, magnéticos, capacitivos, extensométricos, piezoeléctricos) 6.TRANSDUCORES DE TEMPERATURA. En la actualidad los métodos empleados para la medida de la temperatura son múltimples, pero, están basados en los siguientes fenómenos: Variación de la resistencia de un conductor con las temperaturas (termorresistencias), La medición de una resistencia, utilizada para determinar durante sus variaciones la temperatura, se efectúa mediante un puente de resistencias (puente de Wheastone)
. Variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura (termistores:
Son semiconductores a base de óxidos matálicos en los cuales su coeficiente de temperatura tiene un valor muy elevado y varían de forma lineal con el tiempo) PTC(sondas de resistencia con coeficientes de temperatura positivo), NTC (sondas de resistencia con coeficiente de temperatura negativo). Fuerza electromotriz creada en la uníón de dos metales distintos (termopares)
Al variar la temperatura. Intendidad de la radiación emitida por un cuerpo (pirómetros de radiación, pueden ser: pirómetros ópticos y pirometros de radiación total).
El efecto Thomson consiste en la liberación o absorción de calor cuando una corriente ciercula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente de temperatura.
Efecto Peltier:
provoca la lieracion o absorción de calor en la unión de dos metales distintos cuando circula una corriente a través de la uníón. 7.TRANSDUCORES DE LUZ. Hay dos tipos A. RESISTENCIAS LDR:(Light Dependent Resistors) también denominadas fotorresistencias, utilizan la propiedad de algunos materiales de variar su resistencia eléctrica con luz. B. FOTODIODOS. En este caso, al incidir la luz sobre este elemento, se genera una corriente eléctrica. 8.DETECTORES DE ERROR O COMPARADORES. Los comparadores tienen la misión de proporcionar la señal que informe de la diferencia entre la señal de salida destacada y la que se obtiene exactamente. En los puentes de potenciómetros, la señal de error se obtiene como la diferencia de potencial entre los dos cursores. En los potenciómetros circulares, la señal de error es: e=k(landa su uno – landa su dos), donde k es una constante de proporcionalidad que depende de diversos factores. 9.ELEMENTOS FINALES O ACTUADORES. Son los organismos de mando de una válvula, compuerta…, entre los que pueden estar las bobinas y los relés, capaces de obedecer una señal eléctrica o neumática procedente del controlador para lleverla a una posición deseada. El servomotor de válvula consta de un diafragma sobre el que actúa la presión del aire, y ejerce una fuerza sobre la que se opone la tensión de un resorte. Pueden ser de dos tipos: servomotores de continua (control por campo, control por armadura) y servomoteres de alterna. Los servomotores de continua presentan mayor rendimiento que los de alterna y se utilizan para grandes potencias.
10.AMPLIFICADOR OPERACIONAL
Es un circuito eléctrico que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia): Vout = G·(V+ − V−) , sus aplicaciones son para calculadoras análogas, filtros, Preamplificadores y buffers de audio y video, reguladores, conversores, evitar el efecto de carga…
Histéresis:
En ocasiones, los caminos que sigue la grafica que relaciona la magnitud a medir con la señal eléctrica de salida no tienen el mismo comportamiento en el proceso de aumento de la perturbación y disminución.
EFECTO SEEBECK:
es una propiedad termoeléctrica , hace referencia a la creación de una diferencia de temperaturas debida a un voltaje eléctrico.
SISTEMAS DE CONTROL DE LAZO ABIERTO:
Son aquellos en los que la señal de salida no tiene influencia sobre la señal de entrada. El control sobre el proceso puede ser efectuado de varias formas. El operador actúa sobre la señal de mando (a). Un componente del sistema de control denominado transductor se encarga de transformar una determinada magnitud de entrada en otra de salida mas apta para su manipulación, denominada señal de referencia.
SISTEMAS DE CONTROL EN LAZO CERRADO
Aquellos en los que existe una realimentación de la señal de salida, o dicho de otra forma, aquellos en los que la señal de salida tiene efecto sobre la acción de control. En algunas ocasiones, la señal controlada y la señal de referencia no son de la misma naturaleza. El instrumento encargado de detectar la señal de salida para utilizarla de nuevo es el captador. Este elemento mide la señal controlada y transforma en una señal que puedan entender los demás componentes del sistema controlador.