Saltar la navegación

F.4.1. Sensores de posición, proximidad y desplazamiento (movimiento)

La misión de los transductores de posición y proximidad es determinar si un elemento está en una posición concreta o dentro de un margen previamente determinado. Normalmente se denominan finales de carrera y se comportan como interruptores que se cierran o abren según se detecte o no la presencia o proximidad de un objeto. Se utilizan en sistemas en los que lo único importante es detectar la presencia o no presencia del objeto en cuestión. Por ejemplo:

  • En el posicionamiento de la cabina de un ascensor, para determinar si el ascensor llegó a una planta determinada o ha hecho tope en el suelo o en el techo.
  • En una cadena de llenado de botellas de agua, para detectar si la botella está situada en su sitio correcto antes de comenzara llenarla.
  • Para detectar si un objeto llegó al final de una cinta transportadora, para que un brazo robot lo recoja y lo posicione en una estantería o en otra cinta transportadora.

Según el principio físico en que se fundamentan, se pueden distinguir los siguientes tipos:

Transductores resistivos

Basados en la variación de la resistencia eléctrica de un determinado dispositivo. Son muy utilizados y existen muchos tipos, ya que son muchas las magnitudes físicas que afectan al valor de la resistencia eléctrica de un material. En el caso de medidas de posición y desplazamientos, resulta muy interesante la utilización del potenciómetro (resistencia variable). Se pueden realizar medidas, utilizando potenciómetros de: fuerza, aceleración, presión….

Transductores inductivos

Basados en dos trozos de material magnético separados por una pequeña distancia denominada entrehierro (e), y en uno de ellos ponemos una bobina, la autoinducción depende del valor del entrehierro. Por tanto, una medida de la autoinducción L permite conocer tanto la distancia que separa los trozos de material magnético como la variación que la distancia experimente.

Transductores capacitivos

Los transductores capacitivos se basan en la variación de la capacidad de un condensador al variar los parámetros geométricos del mismo (cantidad de superficie enfrentada, distancia entre armaduras, posición o naturaleza del dieléctrico). Esto nos permite medir distancias y desplazamientos midiendo la capacidad o variación de la capacidad del condensador.

Transductores ópticos


Fotorresistencias. LDR
Conocidas también como LDR, son células fotorresistivas cuya resistencia eléctrica depende del flujo luminoso que incide sobre ellas por unidad de superficie.
El valor de la resistencia entre terminales de la LDR aumenta al disminuir el nivel de iluminación y decrece en caso contrario. 

Fotodiodos y fototransistores
El funcionamiento del fotodiodo se basa en la conducción inversa de un diodo cuando este se somete a la acción de una luz. Al aumentar la cantidad de luz se incrementa la circulación de corriente inversa. El funcionamiento de los fototransistores es similar al de un transistor convencional en el que la corriente que se inyecta por la base ha sido sustituida por luz. Suelen funcionar en conmutación.

Encoders

Los encoders no son más que unos discos planos que se acoplan directamente, o mediante un sistema de engranajes, al eje rotor de un motor-reductor, del cual queremos obtener su posición. En la superficie del disco irá grabada, mediante bandas blancas y negras, o mediante muescas perforadas en la superficie, la información digital que nos servirá para averiguar el desplazamiento o posición angular a medir. En general, a cada paso angular le corresponderá una muesca o codificación distinta.

Interruptores finales de carrera

Son interruptores que sirven para determinar la posición de un objeto. Cuando alcanza uno de los extremos de su movimiento (fin de carrera), cambian los contactos del interruptor. Pueden hacer que un motor deje de funcionar, que invierta el sentido de giro, detectar el nivel de líquido de un depósito.

Los ultrasonidos

Los ultrasonidos son vibraciones en un medio material cuya frecuencia es superior a la perceptible por el oído humano (f > 20khz). Aplicaciones: detectar la altura de una carga, control de nivel de tolvas, sónar…

Un sistema utilizado en exploración náutica basado en ultrasonidos es el sonar que sirve para detectar la presencia y ubicación de objetos sumergidos. Un emisor, genera una señal ultrasónica que se refleja en un obstáculo, y es recogida por un receptor. Para conocer la distancia a la que se encuentra el obstáculo se mide el tiempo que transcurre desde que se envía la señal hasta que es captada por el receptor.

 

El radar

El radar es un sistema para detectar, mediante el empleo de ondas electromagnéticas, la presencia y la distancia a la que se encuentran objetos que interceptan su propagación.
Una antena emite las ondas electromagnéticas en una dirección determinada. Al encontrarse con un obstáculo, parte de la energía radiada se refleja y se propaga en sentido contrario hasta llegar al lugar de partida. Midiendo el tiempo empleado y conociendo la velocidad de propagación de las ondas, se calcula la distancia a la que se encuentra el obstáculo.
El radar se utiliza para mayores distancias (entre 100m y unos 10 km), mientras que el sonar se emplea para distancias relativamente pequeñas (menores a 100 m).

Sensor PIR

Creado con eXeLearning (Ventana nueva)