Sensores y Transmisores

Principio de funcionamiento

Sensor

Se llama sensor al instrumento que produce una seal, usualmente elctrica en la actualidad, (antiguamente se utilizaban seales hidrulicas), que refleja el valor de una propiedad, mediante alguna correlacin definida.

Sensor

La relacin entre la variable del proceso y el fenmeno fsico en el que se basa el sensor es dada por la ganancia (KT) del sensor.

PVmin PVmax

0 %TO

100 %TO

PV

TO

PVPVKT

%][

minmax

100

Sensor

El sensor ideal es un instrumento que no altera la propiedad medida. Por ejemplo, si se mide temperatura, el sensor ideal no debera aportar ni recibir calor, es decir debera tener una masa igual a cero; o no debera estar en contacto con la masa a la que le esta midiendo la temperatura.

Transmisores

Los transmisores son instrumentos que convierten la salida del sensor en una seal suficientemente fuerte como para transmitirla al controlador o a otro aparato receptor.

Las seales de salida del transmisor pueden ser neumticas, elctricas o digitales

Sensores de Temperatura mas

Comunes: Termocuplas

En el ao 1821, Seebeck not que al juntar dos conductores de metales distintos, de manera que se forme un circuito elctrico cerrado, flua una corriente elctrica que dependa de la diferencia de temperatura entre las junturas.

Termocuplas

Consiste en dos alambres de diferentes metales o aleaciones (platino-rodio, nquel y nquel-cromo, hierro-constantn), un galvnometro que mide las tensiones elctricas (milivoltios) creadas por el calentamiento del punto de soldadura (extremos soldados)

Termocuplas

Termomtros de resistencia

Es un instrumento que consta principalmente de un hilo metlico arrollado en un elemento de soporte, dotado de los medios necesarios para determinar las variaciones de su resistencia elctrica. Se basa en el efecto Joule-Thompson.

Termomtros de resistencia

Los materiales ms usados son el nquel, el platino, el cobre, el plomo y algunos semiconductores.

PT100". La precisin de estos instrumentos puede llegar a la centsima de grado centgrado

Pirmetros

Los pirmetros determinan la temperatura estudiando el color, la cantidad y el brillo de la radiacin emitida por un cuerpo incandescente.

Dependiendo de la caracterstica de la radiacin que gue la medicin los pirmetros pueden ser:

pticos : si se basan en el brillo de la radiacin.

De Radiacin: si se basan en la cantidad o intensidad de la radiacin.

De color.

Sensores de Temperatura de Ultima

Generacin

Se han desarrollado ms recientemente (1992) circuitos integrados (por ejemplo, el LM35A) que se comportan como una fuente de corriente en funcin de la temperatura. El artefacto es lineal en todo su rango de operacin (desde 0K hasta que se funde, en el orden de los 150C) y genera, sistemticamente, 10-6 A/K (si bien existen versiones que generan 10-6 A/C y 10-6 A/F)

Sensores de Presin

Los dispositivos para medir presin se clasifican en tres grupos:

Los que se basan en la medicin de la altura de una columna de lquido

Los que se basan en la medicin de la medicin de la distorsin de una cmara elstica

Los sensores de tipo elctrico

Sensores de Presin

El mas comn entre los de medicin de altura de lquidos es el tubo en forma de U

Sensores de Presin

Aparatos medidores de presin provistos de elementos elsticos sensibles.

Su funcionamiento est basado en la utilizacin de la deformacin o el momento de flexin de elementos elsticos sensibles que perciben la presin de un medio y la transforman en desplazamiento o esfuerzo.

El manmetro de Bourdon es el ejemplo tpico de esta clase

Sensores Elctricos de Presin

Se basan en principios tales como:

La aparicin de cargas electroestticas cuando se deforman los cristales en una direccin determinada (Manomtro piezoelectrico).

El cambio de la resistencia elctrica de los conductores bajo la accin de la presin (Manmetro de resistencia).

Variaciones en la inductancia y capacitancia de conductores, de uso muy limitado debido a su baja sensibilidad

Sensores de Flujo

Rotmetros: Es el medidor de rea ms importante, en l, la

cada de presin es prcticamente constante, mientras que el rea por la que circula el fluido vara con la velocidad de flujo. A partir de un calibrado, se relaciona el rea con la velocidad de flujo.

Sensores de Flujo

Venturi Es un medidor de carga o presin variable, el

principio general de funcionamiento es la reduccin de presin asociada al aumento de velocidad o energa cintica que sufre un fluido cuando se coloca una constriccin

Sensores de Flujo

Tubo de Pitot:

Mide la velocidad local a lo largo de una lnea de corriente por la diferencia de presin del impacto y la presin esttica

Sensores de Flujo Magnticos

Se basan en la creacin de potencial elctrico por el movimiento de un fluido conductor a travs de un campo magntico generado exteriormente. Segn la ley de Faraday de la induccin electromagntica, el voltaje generado, es directamente proporcional a la velocidad del flujo del fluido

Sensores de Concentracin

Cromatografa: Designa procesos basados en la diferencia de velocidades a que los componentes individuales de una mezcla emigran por un medio estacionario bajo la influencia de una fase mvil.

Sensores de Concentracin Espectrofotometro:

La interaccin de la radiacin con la materia. Cuando la radiacin pasa de un medio vaco a travs de una porcin de materia, sta acta con los tomos y molculas con que se cruza. La naturaleza especfica de la materia hace variar esta interaccin y como consecuencia, la radiacin puede ser transmitida, absorbida, reflejada o dispersada en diversos grados

Sensores de Concentracin

Ph metro:

TERMOPARES

Un termopar es un dispositivo capaz de convertir la energa calorfica en energa elctrica su funcionamiento se basa en los descubrimientos hechos por Seebeck en 1821 cuando hizo circular corriente elctrica en un circuito, formado por dos metales diferentes cuyas uniones se mantienen a diferentes temperaturas

El diagrama inferior muestra un termopar del tipo K, que es el

ms popular:

TERMOPARES COMUNES

GRAFICA DE

COMPORTAMIENTO

PRECAUCIONES Y

CONSIDERACIONES

Problemas de conexin: La mayora de los errores de medicin son causados por uniones no intencionales del termopar. Se debe tener en cuenta que cualquier contacto entre dos metales distintos crear una unin.

Resistencia de la gua: Para minimizar la desviacin trmica y mejorar los tiempos de respuesta, los termopares estn integrados con delgados cables. Esto puede causar que tengan una alta resistencia, la cual puede hacer que sea sensible al ruido.

La descalibracin: es el proceso de alterar accidentalmente la conformacin del cable del termopar.