Sensor:Hace referencia al dispositivo que proporciona una respuesta
(normalmente mediante la generación de una señal eléctrica) frente a
estímulos o señales físicas o químicas.
Transductor:Hace referencia al dispositivo que convierte una señal
de una forma de energía en otra señal de naturaleza diferente.
– La conversión puede ser de una señal física o química en una señal eléctrica
(transductor de entrada) o viceversa (transductor de salida o actuador),o
incluso puede no involucrar señales eléctricas (por ejemplo, un bimetal convierte
cambios de temperatura en cambios de curvatura del dispositivo). Al realizar una medida se toma energía del medio donde se mide, y
éste se perturba. Por ello, la energía tomada debe ser mínima y la
señal de salida (resultado de la transformación de la energía tomada
del medio) es pequeña. El dominio eléctrico de las señales de salida permite la utilización de
una gran cantidad de recursos electrónicos para su tratamiento (Cis
amplificadores, filtros, etc.), transmisión o almacenamiento.
Según aporte de energía:
Moduladores: precisan una fuente externa de alimentación Generadores: toman únicamente la energía del medio donde miden.Según la señal de salida .Analógicos: la salida varía de forma continua. Normalmente la
información está en la amplitud. Cuando la información está en la
frecuencia se denominan “cuasi-digitales”. Digitales: la salida varía en pasos discretos. Según el modo de funcionamiento Deflexión: la magnitud medida genera un efecto físico (deflexión). Comparación: se intenta mantener nula la deflexión mediante la
aplicación de un efecto opuesto al generado por la magnitud medida.Según la relación entrada-salida: orden cero, 1er orden, 2º orden .Según el principio físico: resistivo, capacitivo, inductivo, termoeléctrico,
piezoeléctrico, …Según la magnitud media: temperatura, presión, aceleración, pH Diseño (design) Magnitud medida Características eléctricas.Características mecánicas .Prestaciones (performance) Estáticas Dinámicas .Ambientales. Fiabilidad (reliability) .Tiempo o ciclos de vida.
Magnitud medida.
Naturaleza: magnitud que es detectada por el sensor (ej. Presión,
aceleración, etc).
A veces, la magnitud medida es usada para calcular otras magnitudes.
Idealmente el sensor solo responde a una magnitud de entrada (la salida es solo función de
una magnitud) pero es frecuente que la salida se vea afectada por otras magnitudes
(selectividad a una magnitud).Rango (range): límites superior e inferior de la magnitud medida.
– Span de entrada (input span) o fondo de escala de entrada (input full
scale FS): diferencia algebraica entre los límites superior e inferior de la
magnitud medida.
Características eléctricas:
Salida (output): magnitud eléctrica producida por el sensor función de la
magnitud medida.
Generalmente la salida es una función continua de la entrada (salida analógica) en la que
la información va en la amplitud del voltaje o la corriente, o en cambios en la resistencia,
la capacidad o la inducción magnética. La información puede ir en las variaciones de
frecuencia, el periodo o la anchura de pulsos. En los sensores tipo switch la salida
presenta solo dos valores posibles (todo-nada). La salida digital presenta incrementos
discretos codificados (ej. código binario).Puntos finales (end points): valores de salida para los límites inferior y
superior del rango de entrada del sensor. Span de salida (output span) o fondo de escala de salida (output full scale
FSO): diferencia algebraica entre las salidas eléctricas medidas cuando
se aplican los valores máximo y mínimo de la magnitud de entrada.
FIABILIDAD:
Hace referencia a la capacidad para realizar una función bajo determinadas
condiciones durante un tiempo establecido. Normalmente se determina como
una probabilidad de fallo en un periodo de tiempo o número de usos.Vida de funcionamiento (operating life): mínima cantidad de tiempo en
la que el sistema debe funcionar de forma continua o en ciclos on-off
sin cambiar sus prestaciones dentro de cierta tolerancia.
SENSORES EXTERNOS:
Proporcionan información sobre los objetos en el
entorno del robot: Presencia, Localización,Fuerza ejercida
Medio: sensores colocados en las superficies cercanas a los
objetos
Sensores de proximidad
Detección de objetos próximos, antes del contacto para
agarrar o evitar un objeto:
Sensores inductivos.
Sensores de efecto Hall.
Sensores capacitativos
Sensores ultrasónicos
Sensores ópticos.
Sensores Inductivos:
Modificación de un campo magnético por presencia de
objetos metálicos. Consiste en una bobina situada junto a un
imán permanente.
En condiciones estáticas no hay ningún movimiento en las
líneas de flujo y no se induce ninguna corriente en la bobina.
Cuando un objeto metálico penetra en el campo del imán o
lo abandona, el cambio resultante en las líneas de flujo
induce un impulso de corriente, cuya amplitud es
proporcional a la velocidad del cambio del flujo.
La forma de onda de la tensión a la salida de la bobina
proporciona un medio para detectar la proximidad de un
objeto.
Sensores Capacitivos:
Modificación de la capacidad de un condensador por
presencia de objetos sólidos Utilizado como medidor de desplazamiento, se consigue haciendo
que el desplazamiento a medir provoque un desplazamiento en
algún componente del condensador => cambio en su capacidad.
El elemento capacitativo es parte de un circuito que es excitado de
manera continua por una forma de onda sinusoidal de referencia.
Un cambio en la capacidad, produce un desplazamiento de fase
entre la señal de referencia y una señal obtenida a partir del
elemento capacitativo.
El desplazamiento de fase es proporcional al cambio de capacidad,
este cambio se utiliza para detección de proximidad.
- La capacidad varía con la distancia a la que está el objeto
- La capacidad depende del material objeto de detección.
Sensores de Ultrasonidos:
Modificación de la distancia de objetos mediante la detección
de ecos de ultrasonidos.
Las ondas ultrasónicas tienen la capacidad de que cuando
viajan por un medio cualquiera son reflejadas si encuentran
en su camino una discontinuidad o algún elemento extraño.
La reflexión de la onda es debida a la diferencia de
impedancias acústicas entre el medio y el objeto. El tiempo
de espera entre el envío de la onda ultrasónica hasta su
recepción se denomina tiempo de eco, y es utilizado para
determinar la distancia al objeto.
Sensores ópticos de proximidad:
Emisor de luz por diodo LED + recepción por un fotodiodo.Los conos de luz formados enfocando la fuente y el detector
en el mismo plano intersectan en un volumen largo.
Este volumen define el campo de operación del sensor, puesto
que una superficie reflectora que intersecta ese volumen se
ilumina por la fuente y es vista simultáneamente por el
receptor.
Sensor con salida binaria: un objeto se detecta cuando se
recibe una intensidad de luz superior a un umbral
preestablecido.
Sensores de Contacto:Se utilizan para obtener información asociada con el contacto
entre la mano manipuladora y objetos en el espacio de
trabajo. Dos tipos:
- Binarios: responden a la presencia o ausencia de
objetos.
- Analógicos: proporcionan una salida proporcional a la
fuerza local
Sensores Binarios
Informan sobre la presencia de objetos
Ej: Microinterruptor en la mano: este tipo de detección es útil
para saber si una pieza está entre los dedos.
Sensores de fuerza
ejercida:Compresión de un muelle en la zona de contacto.
Esta constituido por una varilla accionada por un resorte
mecánicamente enlazada con un eje giratorio, de tal manera
que el desplazamiento de la varilla debida a una fuerza
lateral da lugar a una rotacional proporcional al eje.
Se mide la rotación con un potenciómetro, y conociendo la
constante del resorte se conoce la fuerza correspondiente a
un desplazamiento dado.
Sensor de muñeca:Se colocan entre la extremidad del brazo robot y el efecto
extremo, estan constituidas por galgas de deformación que
miden las pequeñas deformaciones causadas en la sujección
de la muñeca por efecto de fuerzas exteriores.
Sensores piezoeléctricos
Formados por materiales cerámicos o cristales iónicos que
generan una pequeña cantidad de energía eléctrica cuando
son deformados.
Cuando sobre materiales piezoléctricos (titanio de bario) se
aplica una fuerza, las cargas negativas del material se
concentran en un lado mientras que el opuesto queda
caragado positivamente, porduciendose un voltaje (y también
un cambio en su capacitancia)
Sensores de posición analógicos:
Los sensores de posición detectan de forma directa y sin contacto la posición del émbolo en accionamientos neumáticos. A través de salidas analógicas o IO-Link, estos sensores proporcionan datos de forma continua para arquitecturas de máquinas flexibles, dando así respuesta a tareas tales como la supervisión de calidad y el control de procesos. Los sensores se incorporan en la parte exterior del cilindro en un proceso de montaje rápido, incluso en instalaciones existentes.
http://www.directindustry.es/fabricante-industrial/sensor-presion-analogico-91461.html
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