Sistemas de control, sensores y actuadores: funciones, tipos y aplicaciones clave

Preguntas y respuestas sobre sistemas de control

1. ¿Cuál es la función de los sistemas de control? Indica algún ejemplo.

Respuesta: La función de los sistemas de control es permitir automatizar y controlar el funcionamiento de sistemas o procesos. Por ejemplo: la regulación de la temperatura de una habitación o el control del nivel de luminosidad en un sistema de iluminación.

5. Define los siguientes elementos de un sistema de control:

Respuesta:

• a) Planta o proceso: Es el sistema o elemento que se desea controlar.
• b) Sensor: Son los elementos que se encargan de “sentir” o medir las magnitudes relacionadas con el funcionamiento del sistema de control.
• c) Comparador: Compara el valor de la señal de referencia o entrada con el valor de la salida del sistema.
• d) Controlador o regulador: Es el cerebro del sistema de control; su función es determinar la señal de mando o control.
• e) Actuador: Es el que realiza la acción sobre el sistema a partir de la orden enviada por el controlador.

7. Diferencia entre sistema de control en lazo abierto y en lazo cerrado

Respuesta: La diferencia principal es que en los sistemas de lazo cerrado se compara continuamente el valor de salida con el valor de referencia (entrada) para corregir la actuación, mientras que en los sistemas de lazo abierto no existe esa comparación o retroalimentación.

13. ¿Cuál es la función de los sensores en los sistemas de control?

Respuesta: La función de los sensores en los sistemas de control es transformar la energía captada en datos de una magnitud física o química y emitir una señal de salida, ya sea en la misma magnitud o en otra diferente, para que el sistema pueda procesarla.

14. ¿Qué es un robot?

Respuesta: Un robot es un sistema mecánico cuyos movimientos o desplazamientos son gobernados por un sistema digital, normalmente un ordenador o un controlador programable.

19. ¿Para qué sirven los pirómetros de radiación?

Respuesta: Los pirómetros de radiación sirven para medir altas temperaturas mediante la detección de la radiación o del color de la llama o superficie caliente, sin contacto directo.

20. ¿Cómo funcionan y para qué se emplean los sensores ultrasónicos?

Respuesta: Están compuestos por un transmisor de ultrasonidos y un receptor. El emisor envía una señal ultrasónica que, al rebotar en objetos próximos, es detectada por el receptor. Se emplean para la medición de distancia y la detección de objetos.

21. ¿Qué son los elementos actuadores de los sistemas de control? Cita tres tipos de actuadores.

Respuesta: Los actuadores son los elementos encargados de dotar de movimiento a cada una de las partes de la cadena cinemática. Se clasifican, entre otros, en:

• Actuadores eléctricos
• Actuadores neumáticos
• Actuadores hidráulicos

24. Diferencia entre cilindro de simple efecto y de doble efecto

• Cilindro de simple efecto: Realiza su trabajo en un único sentido del recorrido del émbolo; la vuelta se produce por acción de un muelle o por la presión externa.
• Cilindro de doble efecto: Realiza trabajo en ambos sentidos del movimiento del émbolo mediante aplicación de presión alterna en ambas cámaras.

25. ¿Cuáles son las funciones básicas de los transistores?

Respuesta: Los transistores tienen dos funciones básicas: actuar como interruptor y como amplificador.

26. Indica los dos tipos de transistores bipolares y el nombre de sus tres terminales.

Respuesta: Los dos tipos de transistores bipolares son el transistor NPN y el transistor PNP. Sus tres terminales son: la base, el colector y el emisor.

28. ¿Qué es una LDR? Dibuja su símbolo e indica dos aplicaciones prácticas de este componente.

Respuesta: Una LDR (resistencia dependiente de la luz) es una resistencia cuyo valor varía en función de la iluminación que recibe.

Símbolo (representación):

LDR

Aplicaciones:

• Sensor de luminosidad para ajuste automático del brillo en pantallas o alumbrado.
• Sensor de oscuridad para encendido automático de iluminación nocturna.

29. ¿Qué son las NTC y las PTC? ¿En qué se diferencian? Indica dos aplicaciones prácticas.

Respuesta:

• NTC (resistencia de coeficiente negativo de temperatura): Su resistencia disminuye al aumentar la temperatura.
• PTC (resistencia de coeficiente positivo de temperatura): Su resistencia aumenta al aumentar la temperatura.

Diferencia principal: En la NTC la resistencia baja con la temperatura, mientras que en la PTC la resistencia sube con la temperatura.

Aplicaciones:

• Termostato (control de temperatura).
• Alarma de incendios (detección por aumento rápido de temperatura).