sensores y temporizadores

SENSORES

Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular.

Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización de componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc... todos aquellos componentes que varían su magnitud en función de alguna variable), y la utilización de componentes activos.

Pero el tema constructivo de los captadores lo dejaremos a un lado, ya que no es el tema que nos ocupa, más adelante incluiremos en el WEB SITE algún diseño en particular de algún tipo de sensor.

CLASIFICACION

- Sensores Resistivos: entre los cuales se encuentran los potenciómetros, detectores de temperatura resistivas (RTD), termistores, magneto resistencias, fotorresistencias (LDR), higrómetros resistivos, resistencias semiconductoras para     detección de gases.

-Sensores de Resonancia y Electromagnéticos: el primero se clasifica en sensores capacitivos e inductivos, y el segundo en sensores electromagnéticos.

 -Sensores Generadores: se clasifican en sensores termoeléctricos, piezoeléctricos, piro eléctrico, fotovoltaico y electroquímico.

 -Sensores Digitales: codificadores de posición, sensores autor resonantes.

 -Sensores Fotoeléctricos, también conocidos por sensores ópticos que manipulan la luz de forma a detectar la presencia del accionador.

  -Otros métodos de detección son los sensores basados en uniones semiconductoras, en transistores MOSFET, en dispositivos de acoplamiento de caga (CCD), sensores basados en ultrasonidos, en fibras ópticas y los biosensores.

SENSOR INDUCTIVO

Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo. Funcionamiento El sensor inductivo se basa en la tensión generada en la bobina cuando se la somete a una variación de un campo magnético. Al estar la bobina arrollada en el imán queda bajo un campo magnético fijo y para variarlo se acerca al imán una pieza de material ferromagnético. Las líneas de fuerza del imán son desviadas por el material ferromagnético y el campo magnético varía. Esta variación crea una tensión alterna en la bobina. Mientras la pieza ferromagnética se acerca al sensor, la tensión disminuye y cuando la pieza se aleja, la tensión aumenta. COMPONENTES El sensor inductivo empleado en automoción está formado por: · Un imán permanente. · Una bobina envolviendo el imán permanente, y de cuyos extremos se obtiene la tensión. · Una pieza de material ferro magnético que se coloca en el elemento en movimiento y sirve para detectar su paso cerca del sensor. Esta pieza puede tener varios dientes formando una corona. CONCEPTOS TEORICOS Los sensores de proximidad inductivos contienen un devanado interno. Cuando una corriente circula por el mismo, un campo magnético es generado, que tiene la dirección de las flechas naranjas. Cuando un metal es acercado al campo magnético generado por el sensor de proximidad, éste es detectado. La bobina, o devanado, del sensor inductivo induce corrientes de Foucault en el material a detectar. Estas, a su vez, generan un campo magnético que se opone al de la bobina del sensor, causando una reducción en la inductancia de la misma. Esta reducción en la inductancia de la bobina interna del sensor, trae aparejado una disminución en la impedancia de esta. SENSOR CAPACITIVO Los sensores capacitivos son un tipo de sensor eléctrico.  Los sensores capacitivos (KAS) reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica. FUNCIONAMIENTO los sensores capacitivos están especialmente diseñados para lograr detectar materiales aislantes tales como el plástico, el papel, la madera, entre otros, no obstante también cuentan con la capacidad de de detectar metales. Es importante tener en cuenta que los sensores capacitivos funcionan de manera inversa a los inductivos, es decir que a medida que el objetivos se va a acercan al sensor las oscilaciones del mismo aumentan hasta que llega a un límite que activa el circuito que dispara las alarmas. Ahora bien, para que podamos comprender como funcionan los sensores capacitivos, debemos decir que en un principio éstos constan de una sonda que se encuentra situada en la cara posterior en donde se encuentra colocada una placa condensadora, y al aplicar una corriente al sensor por más mínima que sea, se produce una especie de campo electroestático cuya reacción se produce frente a los cambios de la capacitancia provocados por la presencia de un objeto cualquiera. SENSOR FOTOELECTRICO Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que “ve” la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de sensado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas. FUNCIONAMIENTO Funcionan con una fuente de luz que va desde el tipo incandescente de los controles de elevadores a la de estado sólido modulada (LED) de los detectores de colores. Y operan al detectar un cambio en la luz recibida por el fotodetector. Los fotodetectores son típicamente fotodiodos o fototransistores, inclinándose los fabricantes por los primeros por su insensibilidad a campos de radiofrecuencia, que podrían causar interferencia. Algunos modelos de estos sensores son fabricados con inmunidad a la luz solar incidente o reflejada. Para ello emplean haces de luz modulada que únicamente pueden ser detectados por receptores sintonizados a la frecuencia de modulación. Fuentes de luz habituales Color Rango Características INFRARROJO 890…950 nm No visible, son relativamente inmunes a la luz ambiente artificial. Generalmente se utilizan para detección en distancias largas y ambientes con presencia de polvo. ROJO 660…700 nm Al ser visible es más sencilla la alineación. Puede ser afectado por luz ambiente intensa, y es de uso general en aplicaciones industriales. VERDE 560…565 nm Al ser visible es más sencilla la alineación. Puede ser afectado por luz ambiente intensa, generalmente se utiliza esta fuente de luz para detección de marcas. SENSOR DE BARRERA Las barreras tipo emisor- receptor están compuestas de dos partes, un componente que emite el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se establece un área de detención donde el objeto a detectar es reconocido cuando el mismo interrumpe el haz de luz.    SENSOR TIPO REFLEX Tienen el componente emisor y el componente receptor en un solo cuerpo, el haz de luz se establece mediante la utilización de un reflector catadióptrico.                                                                               El objeto es detectado cuando el haz formado entre el componente emisor, el reflector y el componente receptor es interrumpido. SENSOR AUTO REFLEX La luz infrarroja viaja en línea recta, en el momento en que un objeto se interpone el haz de luz rebota contra este y cambia de dirección permitiendo que la luz sea enviada al receptor y el elemento sea censado, un objeto de color negro no es detectado ya que este color absorbe la luz y el sensor no experimenta cambios. TIPOS DE HILOS Inductivos: 3 o 4 hilos en corriente alterna (AC) y 2 hilos en corriente directa (DC). Capacitivos: 3 o 4 hilos en corriente directa (DC)  y 2 hilos EN  corriente alterna(AC). Fotoeléctricos: 3 hilos corriente alterna (AC) y 4 hilos corriente directa (DC). TEMPORIZADORES Un circuito Un temporizador es un aparato mediante el cual, podemos regular la conexión o desconexión de eléctrico pasado un tiempo desde que se le dio dicha orden. El temporizador es un tipo de relé auxiliar, con la diferencia sobre estos, que sus contactos no cambian de posición instantáneamente. CLASIFICACIÓN DE LOS TEMPORIZADORES - térmicos - Neumáticos. - De motor síncrono - Electrónicos. Los temporizadores pueden trabajar a la conexión o al desconexión. - A la conexión: cuando el temporizador recibe tensión y pasa un tiempo hasta queConmuta los contactos. - A la desconexión: cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de unTiempo conmuta los contactos. TEMPORIZADOR ELECTRONICO Se trata de un temporizador de 0' a 30' o 30' a 0', que conmuta por periodos de tiempo determinados con 2 modalidades contrarias, se activa o desactiva la carga por un periodo determinado. Tiene protección contra pulsadores trabados. Alimentación de 9 a 12 v. Consumo menor a 300 mA. FUNCIONAMIENTO  Se basa en la utilización de un oscilador monoestable construido con un 555 que nos entrega a su salida un pulso ancho de duracion determinada e independiente de la duracion del pulso de disparo. Un problema que suelen presentar estos dispositivos es que, si por una  causa fortuita se llegara a trabar el pulsador de disparo, es decir el  pulso de disparo fuera continuo, el monoestable no cortara al concluir su  periodo de trabajo, lo cual puede llegar a ser peligroso, dependiendo del  sistema que quede conmutado. Temporizador neumático El funcionamiento del temporizador neumático esta basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por el electroimán del relee. Al tender el fuelle a ocupar su posición de reposo la hace lentamente, ya que el aire ha de entrar por un pequeño orificio, que al variar de tamaño cambia el tiempo de recuperación del fuelle y por lo tanto la temporización. TEMPORIZADOR TÉRMICO Actúa por calentamiento de una lámina bimetálica. El tiempo viene determinado por el curvado de la lámina. Consta de un transformador cuyo primario se conecta a la red, pero el secundario, que tiene pocas espiras y esta conectado en serie con la lámina bimetálica, siempre tiene que estar en cortocircuito para producir el calentamiento de dicha lámina, por lo que cuando realiza la temporización se tiene que desconectar el primario. Los relés térmicos o dispositivos que utilizan procedimientos térmicos para la temporización, pueden incluirse en los siguientes grupos : Relés de Biláminas Una bilámina está constituida por dos láminas metálicas, acopladas en paralelo y atravesadas por la corriente eléctrica, que las calienta por el efecto Joule. Como los coeficientes de dilatación de las dos láminas son diferentes cuando se calienta una, atrae a la otra y cuando se enfrían, vuelve a la posición inicial. Relés de Barras Dilatables              Los contactos se mueven cuando la diferencia de temperatura entre dos barras dilatables idénticas alcanza el valor deseado, estando una de las barras calentada eléctricamente por la corriente de mando.  TEMPORIZADORES DE MOTOR SINCRONO Son los temporizadores que actúan por medio de un mecanismo de relojería accionado por un pequeño motor, con embrague electromagnético. Al cabo de cierto tiempo de funcionamiento entra en acción el embrague y se produce la apertura o cierre del circuito.