Exploración Detallada de Sensores: Tipos y Principios de Funcionamiento

Clasificación de Sensores: Una Visión General

Según el Tipo de Señal

1. Analógicos: Pueden tomar cualquier valor dentro del rango de medida.
2. Digitales: Número finito de valores dentro del rango de medida.
3. Binarios: Solo 0 y 1.

Según el Principio de Funcionamiento

1. Activos: La magnitud física a medir proporciona la energía para su funcionamiento y no necesitan alimentación externa.
2. Pasivos: Tienen que ser alimentados.

Según el Tipo de Magnitud a Medir

Detectores de Presencia

Detectan la presencia de objetos. Pueden ser:

• Electromagnéticos: Final de carrera todo o nada.
• Magnéticos: Constan de imanes permanentes o electroimanes instalados en dispositivos móviles.
• Inductivos: Sirven para detectar piezas metálicas.
• Capacitivos: El elemento sensible es un condensador, metálicos o no.
• Ópticos: Emplean una fotocélula, algunos incorporan emisor de luz. Alta velocidad de respuesta, detectan color.
• Ultrasónicos: Se basan en la emisión y recepción de ondas ultrasónicas. Cuando un objeto se interpone, el nivel de recepción varía y el receptor lo detecta.

Medidores de Posición

Permiten determinar la distancia entre el objeto estático o en movimiento respecto al sensor:

• Potenciómetros: Transductor de posición angular de tipo absoluto y salida analógica. De hilo bobinado o de pista de material conductor. Sin retardo y tensión de salida varía.
• Encoders: Dispositivos formados por un rotor que posee bandas opacas y translúcidas alternas y por una serie de captadores ópticos alojados en el estator. Pueden ser incrementales o absolutos.
• Sincros o Resolver: Transductor de posición angular de tipo electromagnético, es un transformador con uno de los devanados rotativos. Puede ser primario o secundario.
• Ultrasónicos: Emiten una señal de presión hacia el objeto y miden el tiempo que transcurre entre la emisión del pulso hasta llegar al eco.

Transductores de Pequeñas Deformaciones

Especialmente diseñados para pequeñas deformaciones o movimientos:

• Galgas Extensiométricas: Miden la deformación de un hilo calibrado o de pistas de semiconductor, combinadas con muelles o piezas deformables para detectar tracción, compresión, torsión...
• Galgas de Hilo: Un hilo en zigzag sobre un soporte elástico. Cuando se deforma la galga, el hilo se estira variando la sección y, por ende, la resistencia.
• De Semiconductor: Se basan en el efecto piezoeléctrico.

Transductores de Velocidad

Pueden ser analógicos y digitales:

• Dinamo Tacométrica: Es un generador de corriente continua, con excitación a base de imanes permanentes. La tensión generada al girar es proporcional a la velocidad de giro.
• Generadores de Pulsos: La velocidad es directamente proporcional a la frecuencia de la señal obtenida.

Transductores de Aceleración

Para el movimiento de grandes masas a velocidades elevadas.

Transductores de Fuerza y Par

Piezas elásticas diseñadas de forma que se obtenga una deformación proporcional a la fuerza o par que se deseen medir.

Transductores de Temperatura

• Termostatos: Con un cierto valor de temperatura, los más simples. Están basados en la deformación de un bimetal.