Componentes Esenciales en Sistemas de Control: Funcionamiento y Tipos de Sensores

Componentes Fundamentales de un Sistema de Control

Los elementos principales que constituyen un sistema de control son los sensores, los transductores y captadores, los controladores o reguladores, y los actuadores.

Definición y Función de los Sensores

Un sensor es un dispositivo diseñado para detectar magnitudes físicas o químicas y convertirlas en variables eléctricas. Su función esencial es medir el valor de una magnitud variable específica.

Clasificación de Sensores Comunes

Los diferentes tipos de sensores se clasifican según la magnitud que miden:

Sensores de Posición y Proximidad

Estos dispositivos sirven para determinar la posición de un objeto dentro de un margen definido, o bien para confirmar su presencia o ausencia.

Sensor Capacitivo

Su funcionamiento se basa en la variación del campo eléctrico entre las placas de un condensador cuando cambia su capacidad debido a la cercanía de un objeto.

Sensor Inductivo

Detectan la variación del flujo magnético generado por una bobina. Esto ocurre cuando el campo magnético es atravesado por un objeto metálico. Se emplean específicamente para detectar objetos metálicos o ferromagnéticos.

Sensor Óptico: Infrarrojos

Consta de un emisor de luz y un receptor, ambos orientados en la misma dirección. Su operación se fundamenta en la capacidad de reflexión del objeto y la posterior detección del rayo reflejado por el receptor.

Sensor de Ultrasonidos

Utiliza ondas de alta frecuencia. Mide el tiempo que tarda la onda en regresar para calcular la distancia precisa a un objeto. Consta de un emisor y un receptor.

Sensores de Luminosidad

Resistencia Variable con la Luz (LDR)

Es una resistencia cuyo valor cambia en función de la cantidad de luz que incide sobre ella. Se cumple que, cuanta más luz recibe, menor resistencia ofrece al paso de la corriente.

Fototransistor

Es un transistor que permite el paso de corriente del colector al emisor cuando recibe luz en su base. En este caso, la luz actúa como corriente de base.

Sensores de Temperatura

Termistor

Se basan en la variación de la resistencia eléctrica con la temperatura. Pueden ser:

• NTC: Si el valor de su resistencia disminuye cuando aumenta la temperatura.
• PTC: Si el valor de su resistencia aumenta cuando aumenta la temperatura.

Termopar

Se fundamentan en el efecto Seebeck: si se unen dos metales por un extremo y se calienta dicha unión, se produce una diferencia de potencial entre los extremos libres que es directamente proporcional a la diferencia de temperaturas.

Sensores de Humedad

Detector de Humedad del Suelo

Proporciona un valor de voltaje analógico variable en función del nivel de humedad detectado. Mide la humedad entre dos terminales.

Detector de Temperatura Ambiente y Humedad Relativa

Mide un rango específico de temperatura y humedad ambiental.

Sensores de Velocidad

Tacómetro

Los tacómetros están diseñados para medir velocidades angulares.

Sensores de Fuerza y Presión

Galga Extensiométrica

Se basan en la variación de la resistencia eléctrica que experimenta un conductor al deformarse cuando se le aplica una fuerza externa.

Sensor Piezoeléctrico

Se basa en la propiedad de ciertos materiales con estructura cristalina de generar una tensión eléctrica entre sus caras al aplicarles una fuerza que les produce una deformación.