Funcionamiento y Clasificación de Sensores, Transductores y Actuadores Industriales

Introducción a Sensores y Transductores

Un sensor es un dispositivo que detecta manifestaciones de cualidades o fenómenos físicos, como la energía, velocidad y aceleración. Los sensores son elementos transmisores de señales. Por otro lado, un transductor es un dispositivo capaz de transformar, convertir o traducir un determinado tipo de energía de entrada en otra diferente de salida; es un elemento que convierte una forma de energía en otra.

Clasificación según la Señal

• Absolutos: Cuando, fijado un origen, las señales eléctricas de salida representan todos los posibles valores de la magnitud de entrada.
• Incrementales: Cuando, no siendo posible fijar un origen común para todos los puntos de un cierto campo de medida, cada punto es el origen del punto siguiente.

Detectores de Posición, Proximidad o Presencia (TS)

Estos dispositivos son fundamentales para la detección de objetos en entornos industriales:

• Finales de carrera mecánicos.
• Detectores de proximidad inductivos: Utilizan un campo magnético y reaccionan ante piezas metálicas (son sensibles a materiales ferromagnéticos y a materiales metálicos).
• Detectores de proximidad capacitivos: Reaccionan ante objetos no metálicos.

Detectores de Proximidad Ópticos

Detectan la reflexión del rayo de luz procedente del emisor sobre el objeto (fotocélula). Las fotocélulas pueden ser:

• Barrera: La célula está compuesta por dos módulos colocados uno frente a otro para detectar el paso del objeto o persona. La distancia máxima a detectar es de 200 m.
• Reflexión: La célula lleva el receptor y emisor montados en el mismo bloque. La distancia máxima alcanzada es de 10 m.
• Proximidad: La célula lleva el transmisor y receptor en el mismo módulo y percibe el paso de cualquier objeto próximo a ella.

Transductores de Desplazamiento o Movimiento

Medidas de Grandes Distancias

El radar es un sistema para detectar, mediante el empleo de ondas electromagnéticas, la presencia y la distancia a la que se encuentran objetos que interceptan en su propagación. Para medir distancias inferiores a 100 m se utilizan ultrasonidos (30 a 40 Hz) cuya velocidad de propagación es mucho menor (340 m/s en el aire, 1450 m/s en el agua y 4000 m/s en metales).

Pequeños Desplazamientos y Codificadores

Existen transductores de desplazamiento para pequeños desplazamientos de tipo: resistivos, inductivos, capacitivos y medidores de ángulos. Los codificadores de posición o encoders son dispositivos que permiten la medida de posiciones lineales o angulares suministrando una señal de salida digital. Dentro de los encoders, encontramos:

• Codificadores incrementales.
• Codificadores absolutos.

Otros Tipos de Transductores Industriales

Transductores de Velocidad

• Tacómetros mecánicos.
• Tacómetros eléctricos (Tacodinamos y Tacoalternadores).

Transductores de Temperatura

• Termopar.
• Termistor: NTC (coeficiente de temperatura negativo) y PTC.
• RTD: Detector térmico de resistencia.

Presión / Fuerza

Son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado.

Transductores de Luz

• LDR, fotodiodos y fototransistores.

Actuadores y Accionadores

Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. El accionador recibe la orden del autómata y da una salida necesaria para activar a un elemento final.

Conceptos y Siglas en la Automatización Industrial

• CAP: Planificación de la fabricación.
• CAQ: Seguridad y garantía de la calidad.
• PPC: Planificación y control del programa de producción.
• CAM: Control y supervisión de la fabricación.
• DNC: Distributed Numerical Control (Control numérico distribuido).
• APC / ATC: Cambio automático de piezas y herramientas.
• BTS: Block Tool System.
• AGV: Automated Guided Vehicles (Vehículos de guiado automático).