7/17/2019 Sensores para robots

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1.4 SENSORES

Definicin de sensor

Es un dispositivo elctrico y/o mecnico que convierte magnitudes fsicas (luz,magnetismo, presin, etc.) en valores medi les de dic!a magnitud. Este procesose lleva aca o de la siguiente manera"

#n fenmeno fsico a ser medido es captado por un sensor, y muestra ensu salida una se$al elctrica dependiendo del valor de la varia le fsica.

%a se$al elctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento dese$al, cuya se$al es un volta&e.

El sensor dispone de una circuitera que transforma y/o amplifica a latensin de salida, la cual pasa a un conversor '/ , conectado a una *. Elconvertidor '/ transforma la se$al de tensin continua en una se$aldiscreta.

Descriptores estticos de un sensor

escri en el rgimen permanente del sensor"

+ango" valores m imos y mnimos para las varia les de entrada y salidade un sensor.

E actitud" la desviacin de la lectura de un sistema de medida respecto auna entrada conocida. El mayor error esperando entre las se$ales medida eideal.

+epetitividad" la capacidad de reproducir una lectura con una precisindada.

+eproduci ilidad" tiene el mismo sentido que la repetitividad e cepto que seutiliza cuando se toman medidas distintas a&o condiciones diferentes.

+esolucin la cantidad de medida ms peque$a que se puede detectar. Error es la diferencia entre el valor medido y el valor real. -o linealidades" la desviacin de medida de su valor real, supuesto que la

respuesta del sensor es lineal. -o linealidades tpicas" saturacin, zonamuerta e !istresis.

ensi ilidad" es la razn de cam io de la salida frente a cam ios en laentrada.

E citacin" es la razn de cam io de la salida frente a cam ios en la

entrada. Esta ilidad" es una medida de la posicin de un sensor de mostrar la misma

salida de un rango en que la entrada permanece constante.

ensores internos

osicin elocidad

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'celeracin

ensores de posicin

'nalgicos" potencimetro, resolver, sincro, % 0, inductosyn. igitales" encoders (a solutos e incrementales).

Encoders

Encoder incremental

Es un transductor rotativo que transforma un movimiento angular en una serie deimpulsos digitales. Estos impulsos generados pueden ser utilizados para controlar los desplazamientos de tipo angular o de tipo lineal. %as se$ales elctricas derotacin pueden ser ela oradas mediante controles numricos (*-*), contadoreslgicos programa les ( %*), etc.

El sistema de lectura se asa en la rotacin de un disco graduado con unreticulado radial formado por lneas opacas, alternadas con espaciostransparentes. Este con&unto est iluminado de modo perpendicular por una fuentede rayos infrarro&os. El disco proyecta de este modo su imagen so re la superficiede varios receptores oportunamente enmascarados. or otro reticulado que tieneel mismo paso del anterior llamado colimador. %os receptores tienen la tarea dedetectar las variaciones de luz que se producen con el desplazamiento del discoconvirtindolas en las correspondientes variaciones elctricas.

En la siguiente imagen se o serva las partes principales del encoder rotacional.

Fig.1.4.1 Encoder rotacional.

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Potencimetro

e usan para la determinacin de desplazamientos lineales o angulares.Elctricamente se cumple la relacin"

1ig.2.3.4 *ircuito interno del potencimetro.

ensor de efecto !all

El sensor de efecto 5all se asa en la tensin transversal de un conductor queest sometido a un campo magntico. *olocando un voltmetro entre dos puntostransversales de un ca le se puede medir esa tensin. ara ello !ay que !acer circular por el ca le una intensidad fi&a y acercar un imn. %os electrones quepasan por el ca le se vern desplazados !acia un lado. Entonces aparece unadiferencia de tensin entre los dos puntos transversales del ca le. 'l separar elimn del ca le, la tensin transversal desaparece. ara poder utilizar la tensintransversal es necesario amplificarla, porque su valor es muy reducido.

#n sensor de efecto 5all utilizado en automocin se compone de"

#n generador magntico que suele ser un imn fi&o. #n peque$o mdulo electrnico donde se encuentran los componentes

que miden la tensin transversal. #na corona metlica con ventanas para interrumpir el campo magntico.

%a corona metlica se intercala entre el imn fi&o y el mdulo electrnico y estunida a un e&e con giro. eg6n la posicin de la corona, el campo magntico delimn llega !asta el mdulo electrnico. %a tensin o tenida a la salida del mduloelectrnico, una vez tratada y amplificada corresponde con un valor alto (de 7 a 24voltios) cuando la corona tapa el campo magntico, y un nivel a&o (de 8 a 8,7voltios) cuando la corona descu re el imn.

%os sensores de efecto 5all se suelen utilizar para detectar la posicin de losr oles de levas, la velocidad del ve!culo y en algunos distri uidores paradeterminar el momento de encendido. 0am in pueden emplearse para determinar la posicin del cig9e$al.

El sensor de efecto 5all se conecta mediante tres ca les elctricos. #no de elloscorresponde con el valor negativo (masa del ve!culo), otro ca le corresponde conla alimentacin, que suele ser de 7 de 24 voltios. El tercer ca le corresponde

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con la se$al de salida que vara seg6n la posicin de la corona metlica. aracompro ar el funcionamiento de un sensor 5all asta verificar el valor de latensin de alimentacin y la variacin de la tensin en la se$al de salida cuandoalguna ventana de la corona permite el flu&o del campo magntico.

1ig.2.3.: ensor de efecto !all

Tacmetro

#n tacmetro es un instrumento dise$ado para medir la velocidad de rotacin deun o &eto, tal como un medidor en un automvil que mide las revoluciones por minuto (+ ;) del cig9e$al del motor.

#n tacmetro cuenta con un peque$o generador est unido al e&e deaccionamiento del motor, y la medicin de + ; se asa en la corriente elctricagenerada por el dispositivo.

%os tacmetros tradicionales requieren contacto fsico entre los instrumentos y loso &etos que se miden. En aplicaciones donde dic!o contacto no es via le por razones tcnicas o de seguridad, podra ser posi le usar un lser para realizar mediciones a distancia. %os tacmetros lser pulsante tra a&an con un !az de luzcontra el elemento de rotacin. El elemento giratorio tendr un punto de refle in,y el tacmetro mide la velocidad a la que se refle&a el !az de luz. %os tacmetroslser pueden ser parte permanente del sistema, o pueden ser de mano paramediciones ocasionales.

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1ig.2.3.3 artes del tacmetro.