1INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE CIUDAD ACUA
Materia:SISTEMAS PROGRAMABLES
Catedrtico:M.I Jose Yahveh Contreras de los reyes
Trabajo:Investigacin de unidad 1
Alumno:Ivan Alfredo Gomez Mendez
Carrera:Ingeniera en sistemas computacionales
Semestre:VII
Turno:Matutino
2 de septiembre del 2014
NDICEUNIDAD 1 SENSORES31.1 pticos31.1.1 Tipos de Sensores
pticos31.1.2 Funcionamiento de Sensores pticos.31.1.3
Caractersticas de Sensores pticos.41.1.4 Modo de Comunicacin de
Sensores pticos.41.2 temperatura.51.2.1 Tipos de sensores de
temperatura51.2.2 Funcionamiento de sensores de temperatura61.2.3
caractersticas de sensores de temperatura61.2.4 Modo de comunicacin
de sensores de temperatura71.3 sensores de presin.71.3.1 tipos de
sensores de presin.71.3.2 Funcionamiento de sensores de
presin.71.3.4 Caractersticas de sensores de presin.81.3.5 modo de
comunicacin de sensores de presin.81.4 sensor de proximidad.81.4.1
tipos de sensor de proximidad.81.4.2 Funcionamiento de sensor de
proximidad.91.4.3 Caractersticas de sensor de proximidad.101.4.4
Modo de comunicacin de sensor de
proximidad.10CONCLUSIN.11BIBLIOGRAFA.12
UNIDAD 1 SENSORES
Un sensor es un dispositivo capaz de transformar magnitudes
fsicas, qumicas, biolgicas, etc., llamadas variables de
instrumentacin, en magnitudes elctricas.1.1 pticos Los sensores
pticos se componen de dos elementos principales, un sensor y un
emisor de luz, pudiendo estar este ltimo integrado dentro del
sensor o estar situado fuera.
La fuente de luz genera luz de una cierta frecuencia para que el
sensor pueda detectarla ms fcilmente y diferenciarla de otras
fuentes cercanas.
1.1.1 Tipos de Sensores pticos
Dentro de esta categora hay dos tipos principales: los sensores
basados en la reflexin y los que trabajan en modo barrera. Los
primeros tienen el emisor de luz y el detector muy prximos y
deducen la distancia a la que est un objeto dependiendo del ngulo
que forma la luz al rebotar sobre este. Esto hace que su rango sea
bastante limitado. Los segundos trabajan en modo barrera tienen la
fuente a cierta distancia enfrente del sensor y solo pueden saber
si el rayo se obstruye o no, aunque tambin se pueden configurar
para detectar una prdida de cantidad de luz, utilizable esto para
algn proceso de control de nivel de lquido en algn recipiente como
en una cinta transportadora de botellas.
1.1.2 Funcionamiento de Sensores pticos.
Estn formados por un emisor de infrarrojos y un fototransistor
separados por una abertura donde se insertar un elemento mecnico
que producir un corte del haz.
1.1.3 Caractersticas de Sensores pticos.
A los sensores, se les debe exigir la siguiente serie de
caractersticas:Exactitud. Se debe poder detectar el valor verdadero
de la variable sin errores sistemticos. La media de los errores
cometidos debe tender a cero.Precisin. Una medida ser ms precisa
que otra si los posibles errores aleatorios en la medicin son
menores.Rango de funcionamiento.El sensor debe tener un amplio
rango de funcionamiento, es decir, debe ser capaz de medir de
manera exacta y precisa un amplio abanico de valores de la magnitud
correspondiente.Velocidad de respuesta.El sensor debe responder a
los cambios de la variable a medir en un tiempo mnimo. Lo ideal
sera que la respuesta fuera instantnea.1.1.4 Modo de Comunicacin de
Sensores pticos.
Un sensor ptico se comunica en el aprovechamiento de la
interaccin entre la luz y la materia para determinar las
propiedades de sta. Una mejora de los dispositivos sensores,
comprende la utilizacin de la fibra ptica como elemento de
transmisin de la luz
1.2 temperatura.Los sensores de temperatura convierten una
magnitud fsica en una resistencia o tensin elctrica. El uso de
sensores de temperatura es muy amplio. Sea que se trate de la
temperatura ambiental en la casa o en la oficina o la temperatura
precisa de un material en proceso de ebullicin, la medicin de
temperatura en el mbito privado o industrial es muy importante. Los
sensores de temperatura usan diferentes efectos fsicos para
convertir la temperatura en una magnitud elctrica.1.2.1 Tipos de
sensores de temperatura
Termopares
Los termopares son los sensores de temperatura utilizados con
mayor frecuencia porque son sensores precisos relativamente
econmicos que pueden operar en un amplio rango de temperaturas. Un
termopar se crea cuando dos metales diferentes se juntan y el punto
de contacto produce un pequeo voltaje de circuito abierto como una
funcin de temperatura. Puede usar este voltaje termoelctrico,
conocido como voltaje Seebeck para calcular la temperatura. Para
pequeos cambios en temperatura, el voltaje es aproximadamente
lineal:
RTD
Un RTD de platino es un dispositivo hecho de bobinas o pelculas
de metal (platino generalmente). Al calentarse, la resistencia del
metal aumenta; al enfriarse, la resistencia disminuye. Pasar
corriente a travs de un RTD genera un voltaje en el RTD. Al medir
este voltaje, usted puede determinar su resistencia y por lo tanto,
su temperatura. La relacin entre la resistencia y la temperatura es
relativamente lineal. Generalmente, los RTDs tienen una resistencia
de 100 a 0 C y pueden medir temperaturas hasta 850 C.
Termistor
Un termistor es una pieza de semiconductor hecha de xidos de
metal que estn comprimidos en una pieza, disco, oblea u otra forma
y son sometidos a altas temperaturas. Por ltimo son cubiertos con
epoxi o vidrio. Al igual que con los RTDs, usted puede pasar una
corriente a travs de un termistor para leer el voltaje en el
termistor y determinar su temperatura. Sin embargo, a diferencia de
los RTDs, los termistores tienen ms alta resistencia (2,000 a
10,000 ) y una sensibilidad mucho ms alta (~200 /C), permitindoles
alcanzar ms alta sensibilidad en un rango de temperatura limitado
(hasta 300 C).
1.2.2 Funcionamiento de sensores de temperatura
Un sensor de temperatura garantiza una salida continua en funcin
de la temperatura real del sistema, lo que permite controlar por
completo el proceso. La seal de salida del sensor puede ser:Ohm,
RTD, NTC / PTC; Tensin, termopares; mA / tensin, transmisores. En
funcin de la tecnologa de sensor necesaria. RTD (Detector de la
Temperatura de Resistencia): Pt 100 o Pt 1000 (precisos, estables y
que abarcan un amplio intervalo de temperatura). NTC / PTC
(caracterstica de temperatura negativa / positiva): seal de salida
personalizada y elementos a precios competitivos utilizados
generalmente en las aplicaciones de fabricantes de equipos
originales.Termopares: adaptados a temperaturas muy elevadas y
mecnicamente muy estables. 1.2.3 caractersticas de sensores de
temperaturaMedicin de temperatura.El resultado de medicin es
variable Se puede medir temperaturas entre 50C y 800C;1.2.4 Modo de
comunicacin de sensores de temperaturaEl modo de comunicacin de los
sensores de temperatura puede ser por medio de contacto fsico, si
es por infrarrojo es por ondas.
1.3 sensores de presin.Los sensores de presin o transductores de
presin son elementos que transforman la magnitud fsica de presin o
fuerza por unidad de superficie en otra magnitud elctrica que ser
la que emplearemos en los equipos de automatizacin o adquisicin
estndar. Los rangos de medida son muy amplios, desde unas milsimas
hasta los miles.
1.3.1 tipos de sensores de presin.Sensores Mecnicos Sensor
Medicin directaManmetros presin absolutaBarmetrosManmetros de tipo
UManmetros tipo PozoSensores ElsticosTubo
BourdonDiafragmaFuelleSensores electromecnicos
1.3.2 Funcionamiento de sensores de presin.La funcin principal
de los sensores de presin es verificar la magnitud fsica de presin
ejercida en un cuerpo.Las mediciones de presin pueden ser desde
valores muy bajos que se consideran un vaco, hasta miles de
toneladas de por unidad de rea.
1.3.4 Caractersticas de sensores de presin.Las caractersticas
que se aplican a la medicin de presin se utilizan tambin en la
determinacin de temperaturas, flujos y niveles de lquidos. Por lo
tanto, es muy importante conocer los principios generales de
operacin, los tipos de instrumentos, los principios de instalacin,
la forma en que se deben mantener los instrumentos, para obtener el
mejor funcionamiento posible, cmo se debe usar para controlar un
sistema o una operacin y la manera como se calibran. Para medir la
presin se utilizan sensores que estn dotados de un elemento
sensible a la presin y que emiten una seal elctrica al variar la
presin o que provocan operaciones de conmutacin si esta supera un
determinado valor lmite.1.3.5 modo de comunicacin de sensores de
presin.Una de las formas de comunicacin es de tipo fsico mediante
la fuerza ejercida por un gas o lquido que son los ms comunes de
verificar con este tipo de sensor.1.4 sensor de proximidad.Unsensor
de proximidades un transductor que detecta objetos o seales que se
encuentran cerca del elemento sensor.1.4.1 tipos de sensor de
proximidad.Existen varios tipos de sensores de proximidad segn el
principio fsico que utilizan. Los ms comunes son los interruptores
de posicin, losdetectores capacitivos, losinductivosy
losfotoelctricos, como el deinfrarrojos.Interruptores de posicinEl
final de carrera o sensor de contacto (tambin conocido como
"interruptor de lmite") o limit switch, son dispositivos elctricos,
neumticos o mecnicos situados al final del recorrido de un elemento
mvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de
enviar seales que puedan modificar el estado de un
circuito.CapacitivosLa funcin del detector capacitivo consiste en
sealar un cambio de estado, basado en la variacin del estmulo de un
campo elctrico. Los sensores capacitivos detectan objetos metlicos,
o no metlicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la cual
depende de la constante dielctrica del material a detectar, su
masa, tamao, y distancia hasta la superficie sensible del
detector.
InductivosLos sensores inductivos de proximidad han sido
diseados para trabajar generando un campo magntico y detectando las
prdidas de corriente de dicho campo generadas al introducirse en l
los objetos de deteccin frricos y no frricos.FotoelctricosEl
receptor de rayosinfrarrojossuele ser unfototransistoro
unfotodiodo. El circuito de salida utiliza la seal del receptor
para amplificarla y adaptarla a una salida que el sistema pueda
entender.UltrasnicoLos sensores de ultrasonidos son detectores de
proximidad que trabajan libres de roces mecnicos y que detectan
objetos a distancias de hasta 8m. El sensor emite impulsos
ultrasnicos. Estos reflejan en un objeto, el sensor recibe el eco
producido y lo convierte en seales elctricas, las cuales son
elaboradas en el aparato de valoracin. Estos sensores trabajan
solamente en el aire, y pueden detectar objetos con diferentes
formas, superficies y de diferentes materiales.MagnticoLos sensores
de proximidad magnticos son caracterizados por la posibilidad de
distancias grandes de la conmutacin, disponible de los sensores con
dimensiones pequeas. Detectan los objetos magnticos (imanes
generalmente permanentes) que se utilizan para accionar el proceso
de la conmutacin.1.4.2 Funcionamiento de sensor de proximidad.Un
sensor de proximidad funciona a base de un sensor llamado pirlico y
detecta cambios de calor en el rea de cobertura. La parte que
resulta indispensable para el buen funcionamiento es una lente
(llamado de Fresnel) que se antepone al sensor y consta de varios
crculos concntricos que permiten que el objeto que emana calor
(como el cuerpo humano) perturbe ms fcilmente al detector ya que la
lente y su diseo lo permiten. Lo dems es un circuito que a partir
de esta deteccin, temporiza por cierto tiempo la salida para
controlar lmparas u otros artefactos
1.4.3 Caractersticas de sensor de proximidad. Se activa con
cualquier movimiento que se presente en el exterior. Una de las
utilizaciones es en lmparas. Se puede utilizar a distancias largas.
Compactos para aplicaciones con limitaciones de espacio Sin piezas
mviles, para aumentar la duracin Resistentes a la corrosin Amplia
seleccin de materiales Disponibles diseos adaptados1.4.4 Modo de
comunicacin de sensor de proximidad.Modo de comunicacin (ejemplo de
Wireless) Los sensores se comunican con el mdulo de entrada (C) va
las antenas (B) que estn montadas en la celda. Estos mdulos de
entrada pueden manejar las seales de hasta 120 sensores inalmbricos
simultneamente y pueden ser conectados al sistema de control
existente en la planta por cualquier tipo de protocolo (Profibus
DP, Device NET, Mod-bus, AS-I, CANopen etc). Los mdulos de entradas
(C) pueden ser utilizados en la cantidad que sea necesaria.
CONCLUSIN.
En esta unidad vemos como se hay diferentes tipos de sensores
que se aplican en diferentes situaciones, existes sensores pticos,
de temperatura, presin y de proximidad.Unas de las principales
funciones de los sensores es detectar dicha funcin para determinada
situacin.Los sensores pueden estar conectados a un computador para
obtener ventajas como son el acceso a una base de datos, la toma de
valores desde el sensor, etcNormalmente estos dispositivos se
encuentran realizados mediante la utilizacin de componentes pasivos
(resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc... todos aquellos
componentes que varan su magnitud en funcin de alguna variable), y
la utilizacin de componentes activos.
BIBLIOGRAFA.
http://www.pce-iberica.es/instrumentos-de-medida/sistemas/sensores-temperatura.htmhttp://www.danfoss.com/Latin_America_spanish/BusinessAreas/IndustrialControls/Products_pdf/Temperature+sensors.htmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Sensor#Caracter.C3.ADsticas_de_un_sensorhttp://www.sensing.es/Transductores_de_presion_Cm.htmhttp://www.bloginstrumentacion.com/blog/2010/06/28/como-funciona-un-transmisor-de-presion/http://sensoresdepresion.blogspot.mx/http://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_123618.htmlhttp://www.keyence.com.mx/products/sensor/proximity/es/index.jsphttp://prezi.com/slqn_yrfgnjv/sensores-de-proximidad/
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