Fundamentos de Sensores y Transductores en la Automatización Industrial

Fundamentos de Sensores y Transductores

Transductores: Es un dispositivo que transforma un tipo de variable física (fuerza, presión, temperatura, velocidad) en otra magnitud, generalmente eléctrica.

Sensores: Es un dispositivo electrónico que internamente se vale de un transductor para medir la variable física (voltaje).

Parámetros y Errores en los Sistemas de Medición

• Error: Diferencia entre el resultado de una medición y el valor verdadero de la cantidad que se mide.
• Exactitud: Es el grado hasta el cual un valor producido por un sistema de medición podría estar equivocado.
• Sensibilidad: Relación que indica cuánta variación tiene la salida por unidad de entrada.
• Error de histéresis: Los transductores pueden producir distintas salidas de la misma cantidad medida dependiendo del sentido de la variación.
• Error por no linealidad: Se refiere a la desviación respecto a una línea recta que relaciona la entrada y la salida.
• Repetitividad o productibilidad: Describe la capacidad del transductor para producir la misma salida después de aplicar varias veces el mismo valor de entrada.
• Estabilidad: Es la capacidad del transductor para producir la misma salida cuando se usa para medir una entrada constante en un periodo de tiempo determinado.

Sensores y Transductores en la Automatización

En todo proceso de automatización es necesario captar las magnitudes de planta para poder así saber el estado del proceso que se controla.

Componentes del Sistema de Captación

• Elemento sensor o captador: Convierte las variaciones de la magnitud física en variaciones de una magnitud eléctrica.
• Tratamiento de la señal: Si existe, realiza la función de modificar la señal obtenida para obtener una señal adecuada (filtrado, amplificación).
• Etapa de salida: Comprende los circuitos necesarios para poder adaptar la señal al bus de datos o al PLC.

Clasificación de los Sensores

Según el tipo de señal

• Analógicos
• Digitales
• Todo-nada

Según la fuente de alimentación

• Pasivos
• Activos

Según la magnitud física a medir

• Posición lineal
• Desplazamiento o deformación
• Velocidad lineal o angular
• Aceleración
• Fuerza y par
• Presión

Especificación Técnica de Sensores

Para la correcta selección de un sensor, se deben considerar los siguientes parámetros: precisión, repetibilidad, sensibilidad, resolución, rango, tiempo de respuesta e histéresis.

Tipos de Transductores y Tecnologías de Medición

• Bandas bimetálicas
• Termopares
• Detector de temperatura resistivos (RTD)
• Termistores
• Sensores de semiconductor o estado sólido
• Pirómetros de radiación

RTD (Resistance Temperature Detector)

La resistencia de este sensor cambia a distintas temperaturas y se puede hacer la respectiva correlación resistencia-temperatura para obtener mediciones precisas.