Fundamentos de Sensores y Transductores en Electrónica
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| Tema | Contenido Resumido |
|---|---|
| Definición | Un sensor/transductor convierte una magnitud física en una señal eléctrica (analógica o digital). Requiere, a veces, bloques de acondicionamiento. |
| Estructura del detector | Captación → convierte magnitud física. Tratamiento de señal → filtrado, amplificación, linealización. Salida → amplificación/adaptación (transistores, conversores). |
| Según alimentación | Pasivos: No requieren alimentación para captar (cambios de impedancia). Activos: Generan su propia señal (efecto físico). A veces necesitan alimentación para amplificar. |
| Según señal de salida | Analógicos: Salida continua (0–10V, 4–20mA). Digitales: Impulsos o código. Todo o nada: ON/OFF. |
| Según magnitud física | Resistividad, inducción, piezoelectricidad, efecto fotovoltaico, termoelectricidad. |
| Características estáticas | Campo de medida, resolución, precisión, linealidad, repetibilidad, sensibilidad, ruido, histéresis, span. |
| Características dinámicas | Velocidad de respuesta, tiempo de retardo, tiempo de subida/bajada, tiempo de establecimiento, constante de tiempo, respuesta frecuencial, estabilidad/derivas. |
| Proximidad (todo o nada) | Finales de carrera: mecánicos, robustos, simples. Electrónicos: AC (tiristor/triac), DC (PNP/NPN), Namur, salida analógica. Conexiones: 2, 3, 4/5 hilos. |
| Inductivos | Detectan metales. Oscilador LC → cambio de reluctancia. Usados como finales sin contacto. |
| Capacitivos | Detectan materiales metálicos y no metálicos. Sensibles a humedad. Ajuste necesario. |
| Inductivos/Capacitivos – conceptos clave | Sn: alcance nominal. Sa: alcance real (~0–81% Sn). Histéresis: diferencia activación/desactivación. |
| Ópticos (fotocélulas) | Modos: barrera, reflexión, proximidad. Función luz/sombra. Ventajas: gran distancia, alta velocidad, detectan colores y objetos pequeños. |
| Magnéticos | Hall: salida ON/OFF o analógica. Detecta paso/velocidad. Reed: contactos en tubo de vidrio; sensibles a campos externos. |
| Ultrasonidos | Miden distancia por tiempo de eco. Usan efecto piezoeléctrico. No aptos en ambientes ruidosos o con corrientes de aire. |
| Posición / Distancia | Encoders: – Incremental: pulsos A/B (90°), pulso Z. Posición relativa. – Absoluto: código único (binario/Gray). Posición no volátil. Potenciómetros: salida analógica proporcional. Galgas extensiométricas: variación de resistencia por deformación, montadas en puente de Wheatstone. |
| Velocidad | Dinamo tacométrica: genera tensión proporcional a la velocidad. |
| Aceleración | Acelerómetros: fuerza de inercia → deformación (muelle/piezo). |
| Temperatura | Bimetálico: ON/OFF. RTD (Pt100): lineales y estables. Termistores: NTC/PTC alta sensibilidad. Termopar: efecto Seebeck, genera tensión por diferencia térmica. |
| Presión | Elemento deformable (diafragma) + galgas. Tipos: absoluta y diferencial/relativa. |
| Transductores fotoeléctricos | LDR: resistencia ↓ con luz (no lineal). Fototransistor: más lineal. Célula solar: genera tensión. LED: emite luz. Optoacoplador: aislamiento eléctrico LED + fototransistor. |