Sensores y Transmisores

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Sensores y Transmisores

• Principio de funcionamiento

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Sensor

• Se llama sensor al instrumento que produce una
  señal, usualmente eléctrica en la actualidad,
  (antiguamente se utilizaban señales hidráulicas),
  que refleja el valor de una propiedad, mediante
  alguna correlación definida.

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Sensor

• La relación entre la variable del proceso y el
  fenómeno físico en el que se basa el sensor es
  dada por la ganancia (KT) del sensor.

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Sensor

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

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Transmisores

• Los transmisores son instrumentos que convierten
  la salida del sensor en una señal
  suficientemente fuerte como para transmitirla al
  controlador o a otro aparato receptor.
• Las señales de salida del transmisor pueden ser
  neumáticas, eléctricas o digitales

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Sensores de Temperatura mas Comunes Termocuplas

• En el año 1821, Seebeck notó que al juntar dos
  conductores de metales distintos, de manera que
  se forme un circuito eléctrico cerrado, fluía una
  corriente eléctrica que dependía de la diferencia
  de temperatura entre las junturas.

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Termocuplas

• Consiste en dos alambres de diferentes metales o
  aleaciones (platino-rodio, níquel y níquel-cromo,
  hierro-constantán), un galvánometro que mide las
  tensiones eléctricas (milivoltios) creadas por el
  calentamiento del punto de soldadura (extremos
  soldados)

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Termocuplas
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Termométros de resistencia

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

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Termométros de resistencia

• Los materiales más usados son el níquel, el
  platino, el cobre, el plomo y algunos
  semiconductores.

PT100". La precisión de estos instrumentos puede
llegar a la centésima de grado centígrado
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Pirómetros

• Los pirómetros determinan la temperatura
  estudiando el color, la cantidad y el brillo de
  la radiación emitida por un cuerpo incandescente.
• Dependiendo de la característica de la radiación
  que guíe la medición los pirómetros pueden ser
• Ópticos  si se basan en el brillo de la
  radiación.
• De Radiación si se basan en la cantidad o
  intensidad de la radiación.
• De color.

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Sensores de Temperatura de Ultima Generación

• Se han desarrollado más recientemente (1992)
  circuitos integrados (por ejemplo, el LM35A) que
  se comportan como una fuente de corriente en
  función de la temperatura. El artefacto es lineal
  en todo su rango de operación (desde 0ºK hasta
  que se funde, en el orden de los 150ºC) y genera,
  sistemáticamente, 10-6 A/ºK (si bien existen
  versiones que generan 10-6 A/ºC y 10-6 A/ºF)

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Sensores de Presión

• Los dispositivos para medir presión se clasifican
  en tres grupos
• Los que se basan en la medición de la altura de
  una columna de líquido
• Los que se basan en la medición de la medición de
  la distorsión de una cámara elástica
• Los sensores de tipo eléctrico

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Sensores de Presión

• El mas común entre los de medición de altura de
  líquidos es el tubo en forma de U

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Sensores de Presión

• Aparatos medidores de presión provistos de
  elementos elásticos sensibles.
• Su funcionamiento está basado en la utilización
  de la deformación o el momento de flexión de
  elementos elásticos sensibles que perciben la
  presión de un medio y la transforman en
  desplazamiento o esfuerzo.

El manómetro de Bourdon es el ejemplo típico de
esta clase
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Sensores Eléctricos de Presión

• Se basan en principios tales como
• La aparición de cargas electroestáticas cuando se
  deforman los cristales en una dirección
  determinada (Manométro piezoelectrico).
• El cambio de la resistencia eléctrica de los
  conductores bajo la acción de la presión
  (Manómetro de resistencia).
• Variaciones en la inductancia y capacitancia de
  conductores, de uso muy limitado debido a su baja
  sensibilidad

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Sensores de Flujo

• Rotámetros
• Es el medidor de área más importante, en él, la
  caída de presión es prácticamente constante,
  mientras que el área por la que circula el fluido
  varía con la velocidad de flujo. A partir de un
  calibrado, se relaciona el área con la velocidad
  de flujo.

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Sensores de Flujo

• Venturi
• Es un medidor de carga o presión variable, el
  principio general de funcionamiento es la
  reducción de presión asociada al aumento de
  velocidad o energía cinética que sufre un fluido
  cuando se coloca una constricción

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Sensores de Flujo

• Tubo de Pitot
• Mide la velocidad local a lo largo de una línea
  de corriente por la diferencia de presión del
  impacto y la presión estática

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Sensores de Flujo Magnéticos

• Se basan en la creación de potencial eléctrico
  por el movimiento de un fluido conductor a través
  de un campo magnético generado exteriormente.
  Según la ley de Faraday de la inducción
  electromagnética, el voltaje generado, es
  directamente proporcional a la velocidad del
  flujo del fluido

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Sensores de Concentración

• Cromatografía 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 móvil.

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Sensores de Concentración

• Espectrofotometro
• La interacción de la radiación con la materia.
  Cuando la radiación pasa de un medio vacío a
  través de una porción de materia, ésta actúa con
  los átomos y moléculas con que se cruza. La
  naturaleza específica de la materia hace variar
  esta interacción y como consecuencia, la
  radiación puede ser transmitida, absorbida,
  reflejada o dispersada en diversos grados

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Sensores de Concentración

• Ph metro