Sensores y transductores: clasificación, tipos y funcionamiento

Sensores y Transductores: Conceptos Fundamentales

El transductor siempre lleva implícita una transformación del tipo de energía entre la entrada y la salida, mientras que el sensor no realiza esta función.

Clasificación General de Sensores y Transductores

Según el Tipo de Variable Detectada

• Radiantes: Frecuencia, intensidad, fase.
• Mecánicos: Distancia, electricidad, fuerza.
• Térmicos: Conductividad térmica, calor latente.
• Eléctricos: Intensidad, tensión, resistencia y capacidad.
• Magnéticos: Intensidad de campo o de flujo.
• Químicos: Concentración de material, estructura cristalina.

Según el Aporte de Energía

• Moduladores o Pasivos: Son aquellos que requieren una fuente de energía externa (ej. termistor).
• Generadores o Activos: La fuente de energía proviene de la propia entrada (ej. dispositivos fotoeléctricos).

Según el Tipo de Señal de Salida

• Analógicos: Potenciómetro.
• Digitales: (No se especifica un ejemplo, pero se entiende el concepto).

Según el Modo de Operación

• De Deflexión: Detector capacitivo. La variable a medir provoca una alteración.
• De Comparación: Servoacelerómetro.

Según la Variable del Proceso de Medida

• Posición
• Velocidad
• Presión

Transductores de Luminosidad: Detección Óptica

Fotocélulas

Las fotocélulas actúan bajo la influencia de una radiación lumínica. Están compuestas por un emisor lumínico (con una lámpara, diodo LED o IRED) y un captador lumínico (LDR, fotodiodo, fototransistor).

Componentes Fotosensibles

• Resistencia LDR: Son componentes resistivos no lineales cuyo valor óhmico depende de la luz recibida.
• Fotodiodos: Son diodos cuya unión queda accesible a la radiación lumínica del exterior a través de una lente.
• Fototransistor: La corriente generada por la luz es superior debido al efecto amplificador (mejor rendimiento que la LDR).

Componentes Electroluminiscentes

• Diodo LED: Son diodos electroluminiscentes cuya unión PN es capaz de radiar luz cuando está polarizada (aprox. 1,5V).
• Diodos IRED: Son una variante de los diodos LED que se emplean en mandos a distancia de aparatos domésticos (infrarrojos).
• Diodo Láser: Dispositivo semiconductor similar al LED, pero que opera bajo condiciones específicas para emitir luz coherente.

Tipos Específicos de Fotocélulas

Los detectores optoelectrónicos o fotocélulas están equipados con un emisor (fuente de luz) y un receptor (célula, fototransistor, amplificador).

Fotocélulas de Barrera

Son susceptibles a la acumulación de suciedad y se utilizan en entornos como la industria de la madera, donde hay polvo, niebla, lluvia o humo.

Transductores de Proximidad o Interruptores de Proximidad

Estos dispositivos se utilizan ampliamente en la industria para sistemas automáticos y procesos productivos.

Tipos de Interruptores de Proximidad

• Capacitivos: Se componen de un oscilador cuyo condensador está formado por dos electrodos colocados en la parte frontal del aparato.
• Inductivos: Detectan objetos metálicos. Se componen de un oscilador cuyos bobinados constituyen el lado sensible.

Características de Diseño y Operación

Existen modelos cilíndricos y orientables, así como rectangulares y orientables, que permiten variar la orientación de la superficie de detección en cuatro direcciones: frontal, superior, izquierda y derecha. Su distancia de detección varía entre 0,2 mm y 20 mm, y su circuito interno opera entre 8 y 24 V CC.