Conceptos Clave en Sensores, Detectores y Sistemas de Control

Conceptos Básicos de Metrología

• Exactitud: Es la semejanza entre el resultado de una medición y el valor verdadero (teórico) de la variable medida.
• Precisión: Es la capacidad de un instrumento para proporcionar el mismo resultado cuando la medida se repite en las mismas condiciones.
• Calibración de un instrumento: Consiste en ajustar su salida para que coincida lo más posible con una serie de valores conocidos.

Tipos de Contactos y Sensores

Contactos de Conmutación

• Contactos de ruptura lenta: La velocidad y la distancia del recorrido de los contactos dependen de la velocidad y la distancia del accionador. Cada par de contactos tiene su propio punto de disparo.
• Contacto de ruptura brusca: El accionador aplica una fuerza a un mecanismo que crea un rápido cambio en el estado de los contactos cuando se alcanza el punto de disparo. Los contactos tienen puntos de disparo y rearme diferentes.

Codificadores (Encoders)

• Codificadores unidireccionales: Permiten medir la velocidad angular o la posición del eje en un solo sentido de giro. La frecuencia de la señal de salida es proporcional a la velocidad de giro.
• Codificadores bidireccionales: Permiten medir la velocidad de giro y la posición del eje para ambos sentidos de giro. Poseen dos fotodetectores.
• Codificadores absolutos: Los discos poseen n pistas concéntricas divididas en segmentos opacos y transparentes, intercalados de forma adecuada para formar un código.

Detectores de Posición sin Contacto

1. Inductivo (SPI): Solo detecta metales mediante campo magnético.
2. Capacitivo (SPC): Detecta metales, no metales, líquidos y sólidos mediante campo electrostático.
3. Ultrasónico (SPU): Detecta casi cualquier material mediante eco de ultrasonidos.
4. Fotoeléctrico: Detecta objetos según luz, opacidad, color o reflexión mediante el cambio de luz recibida.

Consideraciones Técnicas

• Detectores blindados: Son más fáciles de montar en metal y detectan más de frente.
• Detectores no blindados: Tienen más campo y más alcance, pero requieren más espacio y cuidado de montaje.
• Factores que afectan la distancia de detección: Material, tamaño, forma, posición del objeto y condiciones ambientales. En SPC puede haber ajuste de sensibilidad y en SPU supresión de fondo.
• Histéresis: Diferencia entre la distancia de activación y la de desactivación. Evita cambios continuos por vibraciones.
• Detectores fotoeléctricos: Pueden ser de barrera, reflex, reflex polarizado o reflex difuso. En función luz se activan al recibir luz; en función sombra se activan cuando el objeto interrumpe el haz.

Control de Procesos

Tipos de Control

• Control discreto: La variable manipulada solo puede tomar valores determinados (ej. válvula al 0 %, 50 % o 100 %; resistencia encendida o apagada).
• Control continuo: La variable manipulada puede variar de forma continua (ej. válvula que puede abrirse al 23 %, 47 %, 80 %, etc.).

Acciones del Controlador

• Acción directa: Si aumenta la variable medida, aumenta también la salida del controlador.
• Acción inversa: Si aumenta la variable medida, disminuye la salida del controlador.

Ejemplos de Identificación de Sistemas

• Un horno con resistencia ON/OFF: Control discreto.
• Una válvula proporcional que regula caudal poco a poco: Control continuo.
• Si al subir la temperatura el controlador aumenta la salida: Acción directa.
• Si al subir la temperatura el controlador reduce la salida: Acción inversa.