Paso 1: Identifique en el mercado nacional tres sensores (1 resistivo, 1 inductivo y 1 capacitivo), e indique una aplicación para cada uno de los sensores identificados. Sensor resistivo Un RTD (del inglés: resistance temperature detector) es un detector de temperatura resistivo, es decir, un sensor un sensor de temperatura de temperatura basado basado en la variación de la resistencia resistencia de un conductor conductor con la temperatura. temperatura. en el que se indica una variación lineal con coeficiente de temperatura positivo. Símbolo
Sensor PT100
Imagen tomada, https://articulo.mercadolibre.com.co/MCO-446466892-cable-de-sonda-de-sensor
Este sensor este fabricado de platino (Pt) y presentar una resistencia de 100ohms a 0ºC. Son dispositivos muy lineales en un gran rango de tem peraturas. Sensor Inductivo
Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirve para detectar materiales ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo. Símbolo
Sensor inductivo de proximidad Lj18a3-8-z/bx
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Es un sensor ampliamente utilizado en la industria de control automático para la detección, control y conmutación sin contacto. Cuando el interruptor de la proximidad está cerca de un cierto objeto de blanco, él enviará señal de control. Es ampliamente utilizado en máquina, fabricación de papel, industria ligera para limitar la estación, la orientación que toma la cuenta, exceso de velocidad. Sensor capacitivo
Los sensores capacitivos (KAS) reaccionan ante metales, y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica. Símbolo
Sensor Capacitivo Rechner Kas-70-a12-a-y5
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Los sensores capacitivos se usan en casi todas las ramas de la industria. Los sensores capacitivos controlan el nivel en grandes y pequeñas unidades de embalaje. Ayudan en el control de calidad mientras se detectan la posición, la cantidad y la completitud. Entre otros se usan para el control de procesos en la industria química, industria farmacéutica y en la industria de semiconductores. En la industria de alimentos e industria de embalaje los sensores capacitivos controlan • el nivel de cereales, maíz, arroz • el nivel de harina y azúcar • el nivel de productos en las zonas ATEX • los niveles de relleno en sistemas de embotellar, como por ejemplo con el embalaje de chips de cereales, muesli, etcétera.
Paso 2: Investigue y proponga un sistema de instrumentación y control básico, en el cual mida y controle una variable, usando alguno de los tipos de sensores descritos en el paso 1. Sistema de instrumentación para control de motor paso a paso en barrera de peaje y semáforo de paso vehicular. Descripción del funcionamiento.
Esta barrera está diseñada para darle el paso a los vehículos cuando pasan por los peajes, trabaja en conjunto con el semáforo de paso (rojo y verde) está compuesto por un motor eléctrico paso a paso para que suba y baje la barrera cuando pasa el vehículo y el momento en que debe ser detenido el motor. Está compuesto por un sistema de instrumentación tipo pasivo en la variación de inductancia lo que hace es controlar el desplazamiento de la barrera hacia arriba y hacia abajo y emitir una señal (voltaje) para cambiar el estado del semáforo de rojo a verde y viceversa.
Funcionamiento
Se utiliza un sensor inductivo de proximidad Lj18a3-8-z/bx ubicado en el eje del motor que sostiene la palanca.
Eje motor
Giro del motor
Sensor
El tipo de señal eléctrica que proporciona el traductor, no es una tensión se requiere un convertidor que esta señal la convierta en tensión para ello utilizamos el puente wheatstone y convertir la resistencia en tensión , esta señal debe ser acondicionada para aumentar la relación señal ruido a niveles óptimos, por lo cual utilizamos el amplificador para elevar las señales se sean superiores al nivel del ruido eléctrico también necesitamos filtrar la señal p ara eliminar ruidos introducidos por la interferencia eléctrica. Una vez amplificada esta señal o voltaje entregado va hacia una tarjeta controladora que hace que suba la barrera y cambie el semáforo a verde y cuando pase el vehículo baje la barrera y cambie a color rojo, el semáforo de paso el cual cambia de estado de rojo a verde según la variación d e la resistencia que emite el sensor, como también cuando detecte una masa metálica del motor.
Diagrama
Semáforo
Puente Señal amplificada
Señal sensor
y Amplificador
controlador
Parada de motor
Paso 3: Diseñar y simular en software CAD un sistema de instrumentación en el cual :
Implemente un sensor resistivo en un puente de Wheatstone, aliméntelo con 1V, ajuste la salida a una escala de 0V-12V. Implemente visualización por Leds. Se sugiere usar un LM3914, para visualizar la salida mediante leds. Desarrollo Diseñamos el puente Wheatstone alimentado con 1V y un sensor resistivo para lo cual vamos a utilizar un potenciómetro para la simulación. Para el puente de wheatstone utilizamos la siguiente formula
= 2∗3 1 Entonces tenemos
= 1∗1 1 =1Ω Utilizamos un potenciómetro de 1K.
Teniendo el puente desequilibrado nos da un voltaje de salida de 500mV
El ejercicio nos pide una salida a escala de 0 a 12V entonces la ganancia del circuito será de 20 para tener un voltaje de salida de 10V Ecuación de Rg según datasheet
= 49.4Ω −1 = 49400Ω 20−1 = 2600 Ω
Utilizamos el circuito integrado LM3914 según datasheet demos calcular el voltaje de referencia con la siguiente ecuación.
=1.25(1+ 2 1) Donde R1 = 2K R2 = 10K
=1.25(1+ 10000 2000 ) = 7.5
Para saber el voltaje en que enciende cada led a medida que voy variando la resistencia del sensor dividimos el voltaje de referencia entre el n úmero de salidas.
= 10 7.5 =0.75
