Automatización y Sensores: Fundamentos del Control de Sistemas

Automatización y Control de Sistemas

Un sistema automático de control, también conocido como automatismo, se compone de elementos interconectados que permiten automatizar una máquina o un proceso.

Todos los sistemas automáticos comparten una estructura similar, que incluye:

• Sensor: Capta información del entorno y mide magnitudes físicas.
• Controlador: Actúa en función de la información proporcionada por el sensor.
• Actuador: Lleva a cabo la acción para la que se ha diseñado el sistema automático.

En un sistema, la entrada es la información que recibe, y la salida es la respuesta del sistema a esa información.

Tipos de Sistemas de Control

• Sistema de control de lazo abierto: La salida no afecta la acción de control.
• Sistema de control de lazo cerrado: Los parámetros de control se ajustan en función de la salida.

Sensores

Los sensores son dispositivos que detectan y miden magnitudes físicas del entorno, transformándolas en señales que pueden ser interpretadas por un sistema de control.

Sensores de Temperatura

Los sensores de temperatura se basan en fenómenos físicos que varían con la temperatura.

Sensores Basados en la Dilatación

Los cuerpos se expanden con el aumento de temperatura. Este principio se utiliza en:

• Termómetros de mercurio: Miden la temperatura a través de la expansión del mercurio.
• Láminas bimetálicas: Controlan la temperatura en planchas y secadores. Dos láminas metálicas unidas se dilatan de manera diferente al calentarse, curvándose y desconectando el circuito.

Sensores Basados en la Variación de la Resistencia Eléctrica

• Termorresistencias o RTD (Detectores de Temperatura Resistivos): Utilizan la variación de la resistencia de los metales con la temperatura. Se fabrican enrollando un hilo fino de platino o níquel en un aislante. Las RTD de platino miden temperaturas de hasta 600 ºC.
• Termistores: Se basan en la variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura. Responden más rápido a los cambios de temperatura que las RTD.

Tipos de Termistores

• Termistores PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo): Su resistencia aumenta con la temperatura.
• Termistores NTC (Coeficiente de Temperatura Negativo): Su resistencia disminuye al aumentar la temperatura.

• Termopares: Formados por dos metales diferentes unidos. En la unión se genera un voltaje proporcional a la temperatura. Se utilizan para medir un amplio rango de temperaturas.