Detectores, sensores y actuadores en automatización industrial: tipos y funcionamiento

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Resumen

El documento describe los principales elementos de detección, accionamiento y control empleados en automatización: interruptores, sensores resistivos, células fotoeléctricas, detectores de temperatura y humo, sensores de viento, actuadores y relés. Permite conocer el funcionamiento básico de cada dispositivo y cómo se aplican en sistemas automatizados.

Puntos clave

  • Los sensores resistivos varían su resistencia según la magnitud medida: potenciómetro, termistor, RTD y LDR.
  • Las células fotoeléctricas pueden ser de barrera, réflex, réflex polarizado o de proximidad, según cómo se detecta el objeto.
  • Los detectores de humo emplean principios de temperatura, efecto óptico o ionización.
  • Un relé es un interruptor accionado por un electroimán: al circular corriente por la bobina, los contactos se cierran.
  • El contactor sirve para abrir y cerrar circuitos de potencia, mientras que el disyuntor protege la línea frente a sobrecorrientes o fallos.
  • Los servomotores incluyen motor, engranajes, circuito de control y sensor de posición; los motores paso a paso ofrecen gran precisión.

Ponte a prueba

Detectores y accionamiento manual

Accionamiento manual: elementos para iniciar o detener acciones de forma manual. Entre ellos se incluyen:

  • Interruptor
  • Pulsador
  • Interruptor y pulsador específicos
  • Conmutadores y llaves de cruce
  • Finales de carrera

Sensores pasivos resistivos

Sensores que varían su resistencia eléctrica según la magnitud física medida:

  • Potenciómetro: resistencia variable ajustable.
  • Termistor: sensor de temperatura cuya resistencia varía con la temperatura.
  • Termorresistencias (RTD): variación de resistencia con la temperatura.
  • LDR (fotorresistencia): resistencia que cambia según la iluminación.

Células fotoeléctricas

Detectores ópticos para detección de objetos y presencia de haces luminosos:

  • Detector de barrera: el emisor genera un haz de luz infrarroja y el receptor lo recibe; la interrupción del haz indica presencia.
  • Detector réflex: emisor y receptor del haz luminoso juntos, detecta reflexiones del objeto.
  • Detector réflex polarizado: evita falsas detecciones por objetos brillantes mediante polarización.
  • Detector de proximidad: funcionamiento similar al réflex para detección cercana de objetos.

Detectores de temperatura y humo

  • Termostato
  • Termopares
  • Pirómetros de radiación
  • Detector de humo y fuego:
    • Detector por temperatura: detecta cambios de temperatura relevantes y avisa.
    • Detector por efecto óptico: utiliza emisor y receptor ópticos para detectar partículas o cambios en la luz.
    • Detector iónico: detecta reducción de corriente eléctrica por presencia de humo.

Detector de luminosidad

Sensor de luminosidad: usado para ahorro de energía. Ejemplo: interruptores crepusculares que accionan la iluminación según el nivel de luz ambiental.

Sensores de viento

Medición de velocidad y dirección del viento mediante distintos principios:

  • Anemómetro de copa: diseño tradicional (cucharillas), orientado principalmente para medir velocidad horizontal.
  • Anemómetro por ultrasonidos: mide viento mediante tiempo de tránsito de pulsos ultrasónicos.
  • Anemómetro de hélice: mide la velocidad y puede orientarse en varias direcciones.

Otros sensores

  • Detector de rotura de cristal
  • Pluviómetros (medición de precipitación)
  • Sensor de inclinación
  • Caudalímetros

Tecnologías de automatización

Principales tecnologías y medios de comunicación empleados en automatización:

  • PLC y relés programables (Controladores Lógicos Programables).
  • Centrales programables
  • Corrientes portadoras (comunicación mediante la línea eléctrica).
  • Sistemas de radiofrecuencia
  • Buses inmóticos (comunicaciones para automatización de edificios).
  • Dimmer: regula la intensidad luminosa según se requiera.

Actuadores: servomotores y motores paso a paso

  • Servomotor: formado por un motor de corriente continua, engranajes, un circuito de control y un sensor de posición.
  • Motor paso a paso: ofrece mayor precisión que algunos servomotores; requieren múltiples electroimanes distribuidos alrededor de un rotor para generar pasos precisos.
  • Electroválvula: dispositivo que, mediante una bobina, abre o cierra una vía de fluido.

Relés

Relé: es un interruptor accionado por un electroimán. Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético: cuando la corriente atraviesa la bobina se genera un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce, convirtiéndolo en un imán y atrayendo al inducido, lo que fuerza a los contactos a tocarse; cuando se desconecta, los contactos vuelven a separarse.

Tipos de relé:

  • Relé de conmutación: interruptor/conmutador, puede ser multipolar.
  • Relé de estado sólido
  • Relé temporizador: temporiza la conexión o desconexión.
  • Relé térmico

Contactor

Contactor: su función principal es abrir y cerrar circuitos; está formado por una bobina y unos contactos que actúan como interruptores, permitiendo conmutar cargas de potencia.

Disyuntor

Disyuntor: dispositivo de protección que se coloca al principio de la línea de potencia para interrumpir el suministro en caso de sobrecorriente o fallo.

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Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre un contactor y un disyuntor?

El contactor sirve principalmente para abrir y cerrar circuitos de potencia mediante una bobina y contactos. El disyuntor es un dispositivo de protección que interrumpe el suministro en caso de sobrecorriente o fallo.

¿Cómo funciona un relé?

Cuando la corriente atraviesa la bobina se genera un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce, atrayendo al inducido y haciendo que los contactos se toquen. Al desconectarse la corriente, los contactos vuelven a separarse.

¿En qué se diferencia un detector réflex polarizado de un réflex normal?

El detector réflex polarizado utiliza polarización para evitar falsas detecciones causadas por objetos brillantes.

Ponte a prueba

Tarjetas de repaso

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Test

1. ¿Qué tipo de sensor es el LDR?
2. ¿Qué función cumple el disyuntor?
3. ¿Qué elementos componen un servomotor?
4. ¿Cómo detecta el detector de barrera la presencia de un objeto?
5. ¿Qué principio usa el anemómetro por ultrasonidos?
6. ¿Para qué se usa el interruptor crepuscular?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.