Sensores y Transductores en la Industria

Tipos de Sensores

RTD (Resistance Temperature Detector)

Cambio de la resistencia eléctrica de un metal con los cambios de temperatura. Hilo metálico enrollado en soporte de mica y protegido por una cubierta de vidrio o cerámica.

Termistor

Semiconductor que cambia su resistencia con la temperatura siguiendo una ley con coeficiente alfa no constante. NTC/PTC

Termopar

Unión de dos metales distintos que producen una fuerza electromotriz al someter sus uniones a un diferencial de temperatura. La unión provoca el efecto Seebeck, por el cual aparece un pequeño voltaje que depende de la diferencia de temperatura entre las uniones de los metales.

Tipos de termopares:

Se seleccionan de forma que tengan una resistencia adecuada a la corrosión, a la oxidación, a la reducción y a la cristalización, que generen una fem relativamente alta y que la relación entre temperatura y fem sea lo más lineal posible.

Comparación: RTDs vs Termistor vs Termopar

RTDs:

• Son los más estables
• Mayor precisión
• Más lineales que los termopares
• Caros (PT100 de platino)
• Necesitan alimentación
• Auto-calentamiento

Termistores:

• Alta salida
• Alta velocidad de respuesta
• No lineales
• Necesitan alimentación
• Auto-calentamiento

Termopares:

• No precisa alimentación
• Baratos
• Grandes rangos de temperatura
• Robustos (altas temperaturas)
• No lineales
• Baja tensión de salida
• Necesitan temperatura de referencia estable
• Poco estables
• Poco sensibles

Pirómetro de Radiación

Dispositivos ópticos capaces de medir la intensidad de la componente principal de una radiación electromagnética.

Galga Extensométrica

Resistencias variables por la deformación. Se usan para medir esfuerzos mecánicos que provocan deformaciones; por tanto son sensibles ante presiones y esfuerzos de tracción, compresión, flexión.

Sensor Piezoeléctrico

Efecto piezoeléctrico, el cual ocurre en cristales al ser sometidos a tensiones mecánicas, consiguen una polarización eléctrica y aparece una diferencia de potencial y cargas eléctricas en su superficie.

Transductor (Inductivo) de Transformador Diferencial (LVDT)

La fuerza a medir desplaza el núcleo de un transformador provocando cambios en la tensión inducida en el secundario. Un movimiento lineal del núcleo en el interior del cuerpo del sensor provoca una variación de inducción entre primario y secundario, lo que se traduce en un cambio de señal de salida.

Transductor (Inductivo) de Reluctancia Variable

La fuerza produce un cambio geométrico en una autoinducción provocando una variación de reluctancia, generando un cambio de fem inducida.

Transductores de Nivel

Medidor de Sonda

Regla graduada que se introduce dentro del depósito.

Nivel de Cristal

Tubo de vidrio con sus extremos conectados a bloques metálicos y cerrados por prensaestopas que están unidos al tanque generalmente mediante 3 válvulas, dos de cierre de seguridad en los extremos del tubo para impedir el escape del líquido en caso de rotura del cristal y una de purga.

Instrumentos de Flotador

Flotador situado en el seno del líquido y conectado al exterior del tanque indicando el nivel.

Flotador Captador Resistivo

Variaciones de resistencia de un sensor resistivo, producidas por una boya unida al eje sensor del captador, al flotar en líquido, variaciones de nivel transmitidos al eje sensor del captador potenciométrico.

Sistema Capacitivo

Cambio producido en la capacidad de un condensador al introducir material líquido. Si el líquido es no conductor, el capacitor está formado por el electrodo primario y la pared del tanque si es metálica, el líquido actúa como dieléctrico produciendo variación en la capacitancia. Si el líquido es conductor, el electrodo primario se aísla eléctricamente del tanque y del líquido.

Sistema de Ultrasonidos

Emisor lanza ondas hacia el líquido de manera que rebotan en el mismo y llegan a otro dispositivo receptor que las recibe. No usar si el medio es variable (húmedo, partículas en suspensión, grandes variaciones de temperatura) para medir productos en grano, espumas.

Medidores de Presión

Presión

Fuerza que se ejerce sobre unidad de superficie.

Tipos de Presión:

• Presión atmosférica: presión que ejerce la atmósfera sobre la superficie de la Tierra.
• Presión al vacío: presión medida por debajo de la atmosférica, vacuómetro.
• Presión absoluta: medida de presión con relación al cero absoluto de presión.
• Presión relativa: diferencia entre presión absoluta y atmosférica de la medición.
• Presión diferencial: diferencia de presión medida entre dos puntos.

Tipos de Medidores de Presión

Columna líquida:

Sensores que no poseen señales eléctricas, para mediciones locales.

Mecánicos:

Se basan en la alteración física de un material elástico cuando es sometido a una presión, sin señal eléctrica, para mediciones locales.

Electromecánicos:

Generan señales especiales que permiten la conexión a transmisores industriales, lectura remota de la presión del proceso.

Manómetro de Tubo en U

Contiene un líquido, donde una de las ramas está abierta a la atmósfera y la otra está conectada al recipiente que contiene el fluido.

Tubo Bourdon

Tubo de sección elíptica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presión en el interior del tubo, éste tiende a enderezarse.

Medidores Mecánicos

Diafragma:

Lámina plana circular, sujeta por los extremos, sobre cuyo centro se ejerce la presión a medir. El desplazamiento del centro proporciona la medida de presión.

Fuelle:

Parecido a diafragma de una sola pieza.

Medidores Electromecánicos

Resistivos:

Elemento elástico que varía la resistencia óhmica de un potenciómetro en función de la presión. El movimiento del elemento de presión se transmite a un brazo móvil aislado que se apoya sobre el potenciómetro de precisión conectado a un puente de Wheatstone.

Magnéticos:

• Inductancia variable: el desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una bobina aumenta la inductancia de ésta en forma casi proporcional a la porción metálica del núcleo contenida dentro de la bobina.
• Reluctancia variable: consiste en un imán permanente, o un electroimán, que crea un campo magnético dentro del cual se mueve una armadura de material magnético que varía la reluctancia y por tanto el flujo magnético.

Capacitivos:

variación d cpcidad k se produce en un condnsador al dsplazarse una d sus placas xla aplicación d prsion.