Sensores

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Tecnológico Nacional de México

Instituto Tecnológico de Querétaro

Guerrero Trejo José Rafael

18140460

Ingeniería Mecánica

Instrumentación y Control

Grupo: 5V

“Sensores”

¿Qué es un sensor?

También conocidos como entrada o input, son dispositivos dedicados a detectar acciones o estímulos externos, para enviar una respuesta como consecuencia. En otras palabras, nos permiten captar información de su medio físico circundante. Se encargan de medir magnitudes físicas y transformar esta información en señales eléctricas que serán recibidas y decodificadas por un microcontrolador.

En otras palabras, se puede decir que un sensor es un dispositivo que detecta el cambio en el entorno, respondiendo con una salida dirigida a otro sistema, es decir, convierte un fenómeno físico en un voltaje analógico o una señal digital, que será transmitida a un dispositivo que leerá esta señal y la interpretará al usuario. En general, con los sensores se pueden medir propiedades o magnitudes tales como la temperatura, la presión atmosférica, el ritmo cardiaco, etc.

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A continuación, se muestran diferentes sensores magnéticos, solares, sonares y auditivos, así como sus características y aplicaciones.

Sensores magnéticos

Un sensor magnético es aquel que es capaz de detectar un campo magnético, el cual, puede provenir de un imán permanente o temporal, por ejemplo, un electroimán. Hay 4 tipos:

Interruptor reed: Se compone de dos láminas ferromagnéticas compuestas de níquel y hierro, herméticamente selladas en una cápsula de vidrio y que se superponen dejando solo un pequeño espacio entre ellas, poniéndose en contacto cuando están en presencia de un campo magnético adecuado. Esta área de contacto de ambas hojas se recubre con metales como el rodio y el rutenio, elevando la vida útil de los contactos.

Las láminas actúan como conductores cuando se encuentran expuestas a un campo magnético externo, generando polos de polaridad opuesta y los contactos se cierran cuando la fuerza magnética supera la elasticidad del material, permitiendo el paso de la electricidad al otro lado del switch. A medida que se reduce la fuerza magnética el contacto se vuelve a cerrar y ya no permite el paso de la electricidad. A los switches que actúan de esta manera de les llama NO, mientras que los que actúan de manera opuesta, reciben el nombre de NC.

La señal de salida es directamente proporcional o lineal con respecto a la señal eléctrica que pasa por las láminas.

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Sensor de efecto Hall: Se sirve del efecto Hall para la medición de campos magnéticos y su posición. Si fluye corriente por un sensor de este estilo y se aproxima a un campo magnético que fluye en la dirección vertical al sensor, se crea un voltaje de salida proporcional al producto de la fuerza del campo magnético y de la intensidad de la corriente. Si se conoce el valor de la corriente, se puede calcular las veces que el campo magnético pasa por el sensor.

Por sus características, es utilizado en la industria automotriz para sensores de posición del cigüeñal o para sistemas de cierre de puertas o para el cinturón de seguridad, pues también funciona como detector de metales.

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Sensor magnetorresistivo de efecto Pick Up: Es un sensor que detecta cuando el diente de un engranaje, rueda dentada u otra proyección ferrosa pasa por su punta. Cuando esto sucede, pulsos eléctricos son producidos por la bobina interna del sensor y son enviados a la unidad de control de velocidad. La señal del pick up, que son los dientes que pasan por segundo, medido en Hertz, es directamente proporcional a la velocidad del motor. Pueden ser elegidos por diversas características, como longitud, paso de rosca, conexiones, terminales, etc.

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Los detectores magnéticos se utilizan para la detección de posiciones sin contacto y sin desgaste. Se utilizan en todas aquellas aplicaciones donde se requieren alcances muy amplios. Dado que los campos electromagnéticos atraviesan todos los materiales no magnetizables, los sensores son capaces de detectar imanes a distancias mayores.

Sensores solares

Un sensor de radiación solar mide la radiación solar global, esto es, la suma en el punto donde se realiza la medición de las componentes directa, difusa y reflejada.

Este tipo de sensores están formados por un fotodiodo de silicio de alta precisión, que se encuentra ubicado dentro de una carcasa plástica, la cual, proporciona un camino a las corrientes de aire para enfriar el interior por convección, minimizando el calentamiento del sensor.

Tienen una respuesta espectral de entre 400 a 1,100 nanómetros de longitud de onda, con un rango de medida de entre 0 a 1,800 W/m2, siendo su señal de salida de manera proporcional a esta medición, funcionando entre temperaturas de -40°C a 65°C.

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Sobre su linealidad, se comprueba la entregada por el potencial del fotodiodo, medido en mV, respecto a la incidencia de radiación sobre la superficie, medida en W/m2 por un piranómetro espectral de alta precisión.

Este tipo de sensores son altamente usados en la industria aeroespacial, donde, además de las naves espaciales, se utilizan en estaciones meteorológicas, sistemas de seguimiento solar y en vehículos aéreos. Asimismo, son utilizados en la industria agrícola para sistemas de medición en cultivos y en la industria alimentaria para vigilar alimentos durante su transporte o almacenamiento.

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