Sensores de temperatura, nivel, presión, caudal y velocidad: tipos y funcionamiento
Resumen
El documento describe los principales tipos de sensores industriales utilizados para medir temperatura, nivel, presión, caudal y velocidad de giro. Explica el funcionamiento de termorresistencias, termopares, termistores y termostatos, así como varillas, flotadores, sensores de presión, ultrasonidos y radar para el nivel. Un estudiante aprenderá a distinguir los principios físicos en que se basa cada sensor.
Puntos clave
- Las termorresistencias aumentan su resistencia óhmica con la temperatura; se fabrican con platino, níquel, cobre o molibdeno.
- Los termopares se basan en el efecto Seebeck: al unir dos metales se genera una tensión proporcional a la temperatura.
- Los termistores son semiconductores de comportamiento no lineal; existen tipos PTC y NTC.
- Un termostato es un dispositivo todo-nada que abre o cierra un contacto; los bimetálicos son los más básicos.
- Para medir el nivel se usan varillas graduadas, flotadores, sensores de presión, ultrasonidos o radar, y sistemas eléctricos por capacidad.
- La presión puede medirse con galgas extensiométricas, cristales piezoeléctricos, tubos de Bourdon y fuelles.
- El caudal se mide con sensores volumétricos, rotámetros y de presión diferencial; la velocidad de giro, con sensores magnéticos, digitales o de engranajes.
Sensores de Temperatura, Nivel, Presión, Caudal y Velocidad
Sensores de Temperatura
Termorresistencias
Las termorresistencias son materiales, generalmente metálicos, que incrementan su resistencia óhmica a medida que aumenta la temperatura. Materiales: platino, níquel, cobre y molibdeno.
Termopares
Los termopares se basan en el efecto Seebeck, que genera una pequeña tensión al unir un par de metales. Seleccionando cuidadosamente los metales, la tensión es proporcional a la temperatura, proporcionando buena precisión y linealidad. Son económicos y fiables.
Termistores
Los termistores son dispositivos electrónicos construidos con materiales semiconductores dopados con óxidos metálicos. Son de pequeño tamaño (tipo lenteja) con comportamiento no lineal y gran influencia de la temperatura. Ampliamente utilizados por su bajo coste, pero con rangos estrechos de variación de temperaturas (en estos rangos tienen un comportamiento lineal). Existen dos tipos: PTC (Positive Temperature Coefficient) y NTC (Negative Temperature Coefficient).
Termostatos
Un termostato es un dispositivo todo-nada (abre o cierra un contacto). Los bimetálicos son los más básicos y abundantes. La tecnología con bimetales también se emplea en la fabricación de equipos de medida.
Sensores de Nivel
Varillas y Reglas Graduadas
- Indican la altura del líquido.
- Dispuestas interior o exteriormente en vertical del depósito.
- También pueden indicar el volumen del líquido.
Flotadores o Boyas
- Abren o cierran válvulas.
- Abren o cierran contactos NA/NC.
- Variación de medida mediante potenciómetro.
Sensores de Presión
- Ubicados en el fondo del depósito.
- Funcionan en función de la presión y la densidad del fluido.
Ultrasonidos o Radar
- Un dispositivo emisor envía una señal hacia el líquido, la cual rebota y es enviada a otro dispositivo receptor.
- El nivel se determina por el tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción (E-R).
Tipo Eléctrico
Emplea fenómenos eléctricos, a través de la variación de una magnitud eléctrica:
- Capacidad entre dos conductores.
- Circulación de pequeñas corrientes.
Podemos tener señales analógicas o digitales.
Sensores de Presión
- Galgas Extensiométricas.
- Cristales Piezoeléctricos.
- Tubos de Bourdon y Fuelles.
Sensores de Caudal
- Volumétricos.
- Rotámetros.
- Presión Diferencial.
Sensores de Velocidad de Giro
- Tipo Magnéticos.
- Digitales.
- Engranajes.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Qué es el efecto Seebeck?
Es el fenómeno por el que al unir un par de metales se genera una pequeña tensión. Según el texto, al elegir bien los metales esa tensión es proporcional a la temperatura, lo que da buena precisión y linealidad en los termopares.
¿Cuál es la diferencia entre termistores PTC y NTC?
El texto indica que ambos son termistores con comportamiento no lineal, pero se distinguen por su coeficiente de temperatura: PTC (Positive Temperature Coefficient) y NTC (Negative Temperature Coefficient). No se detalla más en el documento.
¿Cómo mide el nivel un sensor de ultrasonidos o radar?
Un emisor envía una señal hacia el líquido, que rebota y llega a un receptor. El nivel se determina por el tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción (E-R).
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