Clasificación de Sensores

¿Qué es un sensor?

• 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.

¿Cómo se clasifican?

Los sensores se pueden clasificar según:

• Su principio de funcionamiento

• El tipo de señal de salida

• El rango de valores de salida

• El nivel de integración

Clasificación según el principiode funcionamiento

• Activos - Pasivos

Según el principio de

funcionamientoEncontramos dos tipos de sensores:

• Activos

• Pasivos

Sensores Activos

• Son aquellos que generan señales representativas de las magnitudes a medir en forma autónoma, sin requerir de fuente alguna de alimentación.

Sensores Pasivos

• Son aquellos que generan señales representativas de lasmagnitudes a medir por intermedio de una fuente auxiliar.

Clasificación según el tipo deseñal que generan

• Digitales – Análogos – Temporales.

Sensores Digitales

• Los sensores digitales son aquellos que frente a unestímulo pueden cambiar de estado ya sea de cero a uno o de uno a cero (hablando en términos de lógica digital) en este caso no existen estados intermedios y los valores de tensión que se obtienen son únicamente dos, 5V y 0V (o valores muy próximos)

Sensores Análogos

• es aquel que, como salida, emite una señal comprendidapor un campo de valores instantáneos que varían en el tiempo, y son proporcionales a los efectos que se están midiendo

Sensores temporales

• Son aquellos que entregan una señalvariable en el tiempo la cual puede ser una onda sinusoidal, triangular o cuadrada.

Según el rango de valores desalida

• On/Off – De medida

Sensores On/Off

También conocidos como sensores si-no, sensores 0-1,sensores on-off, o sensores binarios son en general dispositivos mecánicos simples, los más comunes son:

• Interruptores Reed que se conectan por la proximidad de un imán.

• Interruptor de péndulo, donde un peso cuelga de un hilo conductor dentro de un anillo metálico y las vibraciones o movimiento del anillo producen el cierre del circuito.

Sensores de Medida

• En estos sensores seobtiene una salida proporcional a la señal de entrada

Según el nivel de integración

• Discretos – Integrados - Inteligentes

Sensores discretos

• Sensor en el que el circuito de acondicionamiento serealiza mediante componentes electrónicos separados e interconectados entre sí.

Sensores integrados

• Elemento sensor y circuito acondicionador (al menoseste último) construidos en un único circuito integrado, monolítico o hibrido.

Sensores inteligentes

• Realiza al menos una de las siguientes funciones

• Cálculos numéricos

• Comunicación en red (No una punto a punto)

• Auto calibración y autodiagnóstico

• Múltiples medidas con identificación del sensor

Según el tipo de variable físicamedida

• Mecánicos – Eléctricos – Magnéticos – Térmicos – Acústicos – Ultrasónicos – Químicos – Ópticos – Radiación – Laser.

Sensores Mecánicos

• Son dispositivos que cambian su comportamiento bajo laacción de una magnitud física que pueden directa o indirecta.

• Los sensores mecánicos son utilizados para medir: Desplazamiento, posición, tensión, movimiento, presión, flujo.

Sensores Eléctricos

• Un sensor es un dispositivo capaz de detectarmagnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser, por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc.

Sensores Magnéticos

• Se sirve del efecto Hall para la medición de camposmagnéticos o corrientes o para la determinación de la posición.

Sensores Térmicos• Se usan para la medición precisa de la temperatura,

proporcionan una indicación visual o una señal de realimentación mecánica o eléctrica que puede ser utilizada en un sistema de lazo cerrado para permitir el control automático de procesos térmicos.

• Sensores termo resistivos

• Sensores termoeléctricos

• Sensores monolíticos o de silicio

• Sensores piro eléctricos

Sensores termorresistivos.

• También denominados termorresistencias, sondispositivos cuya resistencia cambia a medida que lo hace la temperatura. Los más conocidos son los detectores de temperatura resistivos o RTD (resistance temperature detectors), basados en materiales metálicos como el platino y el níquel, y los termistores, basados en óxidos metálicos semiconductores

Sensores termoeléctricos

• Popularmente conocidos como termocuplas otermopares, son dispositivos que producen un voltaje proporcional a la diferencia de temperatura entre el punto de unión de dos alambres metálicos disímiles (unión caliente) y cualquiera de los extremos libres (unión fría). Este fenómeno se denomina efecto Seebeck.

Sensores monolíticos o de silicio

• Son dispositivos basados en las propiedadestérmicas de las uniones semiconductoras (PN), particularmente la dependencia de la tensión base emisor (VBE) de los transistores bipolares con la temperatura cuando la corriente de colector es constante. Generalmente incluyen sus propios circuitos de procesamiento de señales, así como varias funciones de interface especiales con el mundo externo.

Sensores piroeléctricos

• También denominados termómetros de radiación,son dispositivos que miden indirectamente la temperatura a partir de la medición de la radiación térmica infrarroja que emiten los cuerpos calientes.Los termostatos, termorresistencias y sensores de silicio son dispositivos generalmente invasivos, es decir deben estar en contacto físico con la substancia u objeto cuya temperatura se desea medir.

Sensores Acústicos.• Los micrófonos son los sensores que facilitan la

conversión de una señal acústica en eléctrica. Se pueden aplicar diversos principios a su realización siendo la más común la combinación de fenómenos mecánico-acústicos y su conversión electromecánica.

• Capacitivos

• Piezoeléctricos

• Electrodinámicos

Sensor acústico capacitivo

• El micrófono de condensador está formado por una placadelgada o membrana llamada diafragma, tal que es susceptible de moverse por acción de las variaciones de presión sonora, y por otra placa posterior fija y paralela al diafragma. Los movimientos de éste, respecto de la placa posterior, determinan variaciones de la capacidadeléctrica del condensador así formado. La polarización del condensador se realiza a un nivel fijo de corriente

continua y a través de un circuito con alta constante de tiempo (si se comparan con las variaciones de presión)

Sensor acústico piezoeléctrico

• Utiliza la fuerza producida por la presión del aire paradeformar un material piezoeléctrico que a su vez genera carga eléctrica. Los materiales utilizados pueden ser tanto cristales naturales (cuarzo, turmalina, etc), como los creados añadiendo impurezas a una estructura cristalina natural (titanatos de Bario y titanozirconatos de Plomo).

Sensor acústico Electrodinámico

• Se denominan también debobina móvil. Este sensor utiliza la velocidad comunicada al diafragma por la presión sonora para inducir una fuerza electromotriz en la bobina móvil que se halla en el interior de un campo magnético.

Sensores Ultrasónicos

• Los sensores ultrasónicos son interruptores electrónicos que trabajan sin contacto. La parte emisora genera pulsos de

sonidos muy fuertes dentro del rango del ultrasonido.

Sensores Químicos• Los sensores químicos

están formados por: Un receptor que se encarga de reconocer selectivamente a la especie química a detectar y un transductor que se encarga de convertir la señal química en señal eléctrica.

Sensores Ópticos

• Un sensor óptico se basa en el aprovechamiento de lainteracción entre la luz y la materia para determinar las propiedades de ésta. Una mejora de los dispositivos sensores, comprende la utilización de la fibra óptica como elemento de transmisión de la luz.

Sensores de Radiación

Son necesarios para determinar las propiedades de las partículas (E, q, m) de la radiación.

Fundamentales para:

• 1. Información acerca de los núcleos.

• 2. Protección y control de radiactividad.

Se fundamenta en la interacción de la radiación con la materia• Distinta interacción distintos detectores

Sensores Laser

• Cuando se inventaron, en 1960, los láseres se calificaron como "una solución a la espera de un problema". Desde entonces, se han vuelto omnipresentes y actualmente pueden encontrarse en miles de aplicaciones, en campos muy variados, como la electrónica de consumo, la tecnología de la información, la investigación científica, la medicina, la industria y el sector militar.