Sensor | Tipos de Sensor

Consideremos un sistema de medición. Está compuesto por un dispositivo de entrada que detecta el entorno o los alrededores para generar una salida, y un bloque de procesamiento de señales que procesa la señal del dispositivo de entrada y un dispositivo de salida que presenta la señal al operador humano o de máquina en una forma más legible y utilizable.

La etapa inicial es el dispositivo de entrada, que es principalmente lo que vamos a discutir en este capítulo.

Sensores

Un sensor es un dispositivo que responde a cualquier cambio en fenómenos físicos o variables ambientales como calor, presión, humedad, movimiento, etc. Este cambio afecta las propiedades físicas, químicas o electromagnéticas de los sensores, que se procesan posteriormente para obtener una forma más utilizable y legible. El sensor es el corazón de un sistema de medición. Es el primer elemento que entra en contacto con las variables ambientales para generar una salida.

La señal producida por el sensor es equivalente a la cantidad a medir. Los sensores se utilizan para medir una característica particular de cualquier objeto o dispositivo. Por ejemplo, un termopar, un termopar detectará la energía térmica (temperatura) en uno de sus extremos y producirá una salida equivalente en voltaje que puede ser medida por un voltímetro.
Todos los sensores necesitan ser calibrados con respecto a algún valor de referencia o estándar para una medición precisa. A continuación, se muestra la figura de un termopar.

Ten en cuenta que un transductor y un sensor no son lo mismo. En el ejemplo dado anteriormente del termopar. El termopar actúa como un transductor, pero los circuitos o componentes adicionales necesarios, como el voltímetro, un display, etc., juntos forman un sensor de temperatura.

Por lo tanto, el transductor solo convertirá la energía de una forma a otra y todo el trabajo restante será realizado por los circuitos adicionales conectados. Este dispositivo completo forma un sensor. Sensores y transductores están estrechamente relacionados entre sí.

Características de los Sensores

Un buen sensor debería tener las siguientes características

1. Alta Sensibilidad: La sensibilidad indica cuánto cambia la salida del dispositivo con un cambio unitario en la entrada (cantidad a medir). Por ejemplo, si el voltaje de un sensor de temperatura cambia 1 mV por cada 1oC de cambio en la temperatura, entonces se dice que la sensibilidad del sensor es de 1 mV/oC.

2. Linealidad: La salida debe cambiar linealmente con la entrada.

3. Alta Resolución: La resolución es el menor cambio en la entrada que el dispositivo puede detectar.

4. Menor Ruido y Perturbación.

5. Menor Consumo de Energía.

Tipos de Sensores

Los sensores se clasifican según la naturaleza de la cantidad que miden. A continuación, se presentan los tipos de sensores con algunos ejemplos.

Clasificación de sensores

Según la cantidad que se mide

• Temperatura: Detector de Temperatura de Resistencia (DTR), Termistor, Termopar

• Presión: Tubo de Bourdon, manómetro, diafragmas, indicador de presión

• Fuerza/ par: Gauge de tensión, celda de carga

• Velocidad/ posición: Tacómetro, codificador, LVDT

• Luz: Fotodiodo, Resistor dependiente de luz

Y así sucesivamente.
(2) Sensores activos y pasivos: Según los requisitos de energía, los sensores pueden clasificarse como activos y pasivos. Los sensores activos son aquellos que no requieren fuente de energía externa para su funcionamiento. Generan energía dentro de sí mismos para operar y, por lo tanto, se les llama de tipo autogeneradores. La energía para el funcionamiento se deriva de la cantidad que se mide. Por ejemplo, un cristal piezoeléctrico genera una salida eléctrica (carga) cuando está sometido a aceleración.

Los sensores pasivos requieren fuente de energía externa para su funcionamiento. La mayoría de los sensores resistivos, inductivos y capacitivos son pasivos (como los resistores, inductores y capacitores se llaman dispositivos pasivos).

(3) Sensores analógicos y digitales: Un sensor analógico convierte la cantidad física que se mide a forma analógica (continua en el tiempo). Termopar, DTR, Gauge de tensión se llaman sensores analógicos. Un sensor digital produce una salida en forma de pulsos. Los codificadores son ejemplos de sensores digitales.

(4) Sensores inversos: Existen algunos sensores capaces de detectar una cantidad física para convertirla a otra forma y también detectar la forma de la señal de salida para obtener la cantidad en su forma original. Por ejemplo, un cristal piezoeléctrico, cuando está sometido a vibraciones, genera voltaje. Al mismo tiempo, cuando un cristal piezoeléctrico está sometido a voltajes variables, comienza a vibrar. Esta propiedad los hace adecuados para usar en micrófonos y altavoces.

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