El Sensor de Velocidad

Un sensor es un dispositivo que detecta manifestaciones de cualidades o fenómenos físicos o químicos, llamadas variables de instrumentación, como la temperatura, la intensidad luminosa, la distancia, la aceleración, la inclinación, el desplazamiento, la presión, la fuerza, la torsión, la humedad, el pH, etc. y convierte estos fenómenos físicos o quimicos en un cambio de alguna de las siguientes variables, por ejemplo: resistencia eléctrica (como una RTD),capacidad eléctrica (como un sensor de humedad), tension eléctrica (como un termopar), corriente eléctrica (como un fototransistor), etc. La diferencia de un sensor respecto a un transductor, es que el sensor esta siempre en contacto con la variable a medir o a controlar.Recordando que la señal que nos entrega el sensor no solo sirve para medir la variable, si no tambien para convertirla mediante circuitos electrónicos en una señal estandar (4 a 20 mA, o 1 a 5VDC) para tener una relacion lineal con los cambios de la variable sensada dentro de un rango(span), para fines de control de dicha variable en un proceso. Puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Muchos de los sensores son eléctricos o electrónicos, aunque existen otros tipos. Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital, un computador y un display) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano.

Descripción general

Se trata de un sistema formado por dos partes: El equipo de medición en sí y el dispositivo sensor. El equipo de medición es, en esencia, una tarjeta electrónica que contiene todos los potenciómetros para su calibración. Está contenida dentro de un gabinete con protección IP 55?, apto para intemperie, aunque convendría la colocación de una visera para impedir el calentamiento excesivo por la radiación solar directa. Otra sugerencia para el montaje, es la de elegir una altura “humanamente” cómoda para su instalación, calibración y service. El elemento sensor está construido básicamente por tres varillas roscadas de bronce y tres cables de conexión al gabinete. Físicamente, las tres varillas se colocan paralelas entre si, en un mismo plano, en forma vertical, y sumergidas dentro del líquido a medir, en la cámara de aquietamiento.

Las dos varillas laterales son de ¾”. Sus funciones son:

Sostener, en forma rígida, la estructura del sensor.

Calibrar, por medio de la rotación de sus tuercas, la altura del nivel “0” de medición.

Asegurar una tensión de “tierra” uniforme a lo largo del rango de medición.

La varilla central es de 1/8”. Dividida en dos partes, su tramo final está separado y aislado eléctricamente del resto de la varilla. El tramo “principal” es el responsable de la medición en si. Esta medición se realiza en función del dato patrón aportado por el “apéndice” de esta varilla.

Principio de funcionamiento Entre la varilla central y las laterales se forma una resistencia variable en función del nivel del líquido a medir: Cuanto mayor es el nivel, menor es la resistencia establecida y viceversa. Esto se procesa, y termina siendo una corriente entre 4 ( nivel “0”) y 20 mA (nivel máximo). Así de simple. Pero, ahondando un poco más en detalle, lo que estamos midiendo es la corriente drenada por el sensor, en función de la conductividad de la solución y el largo del electrodo central sumergido. Como la conductividad depende de la temperatura de la solución y el tipo y concentración de las sales disueltas, variables que el equipo no maneja, se parte de una medición de conductividad previa, realizada por el “apéndice” de la varilla central, el cual está, siempre, 100% sumergido. La conductividad de la solución modula, en forma inversamente proporcional, a la tensión aplicada a la varilla central. La corriente drenada desde este electrodo, se transforma en una tensión proporcional al nivel. Con la adición de una tensión de “offset” y una nueva transformación a corriente, obtenemos los 4 a 20 mA. Como detalles dignos de mención, se aclara que las tensiones aplicadas a los electrodos, son las originadas por un oscilador “senoidal puro” y “estabilizado en tensión”, de aproximadamente 1kHz.

Los sensores son tan diversos como los principios físicos en los que se basan.

En la actualidad para medir cualquier variable física tenemos diversos tipos de sensores, con sus ventajas y desventajas. Los sensores más comunes y conocidos son los de proximidad física y, con ellos comenzamos estas notas. En ciertas aplicaciones peligrosas, los microinterruptores que eran a prueba de explosión han sido reemplazados con gran éxito con los sensores electrónicos de seguridad intrínseca. La calidad de Seguro Intrínsecamente es para aquel sensor que por potencia disipada o por la corriente eléctrica que emplea, no puede iniciar un incendio.

El Sensor de Velocidad.

Algunos sensores de velocidad están hechos con una bobina móvil fuera de un imán estacionario. El principio de operación es el mismo. Un otro tipo de transductor de velocidad consiste en un acelerómetro con un integrador electrónico incluido. Esta unidad se llama un Velómetro y es en todos los aspectos superior al sensor de velocidad sismico clásico. El sensor de velocidad fue uno de los primeros transductores de vibración, que fueron construidos. Consiste de una bobina de alambre y de un imán colocados de tal manera que si se mueve el carter, el imán tiende a permanecer inmòvil debido a su inercia. El movimiento relativo entre el campo magnético y la bobina induce una corriente proporcional a la velocidad del movimiento. De esta manera, la unidad produce una señal directamente proporcional a la velocidad de la vibración. Es autogenerador y no necesita de aditamentos electrónicos acondicionadores para funcionar. Tiene una impedancia de salida eléctrica relativamente baja que lo hace relativamente insensible a la inducción del ruido. Aun tomando en cuenta estas ventajas, el transductor de velocidad tiene muchas desventajas, que lo vuelven casi obsoleto para instalaciones nuevas, aunque hoy en dia todavia se usan varios miles. Es relativamente pesado y complejo y por eso es caro, y su respuesta de frecuencia que va de 10 Hz a 1000 Hz es baja. El resorte y el imán forman un sistema resonante de baja frecuencia, con

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