1.5 Criterios de Selección de Sensores y Transductores

Instituto Tecnológico de Chetumal Ingeniería Eléctrica Control de Maquinas Eléctricas 1

1.5 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE SENSORES Y TRANSDUCTORES.

1.5 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE SENSORES Y TRANSDUCTORES. 2

Características deseables de los Sensores y Transductores  Exactitud  La exactitud de la medición debe ser tan alta como fuese posible. Se entiende

por exactitud que el valor verdadero de la variable se pueda detectar sin errores sistemáticos positivos o negativos en la medición. Sobre varias mediciones de la variable, el promedio de error entre el valor real y el valor detectado tendera a ser cero.  Precisión  La precisión de la medición debe ser tan alta como fuese posible.

La precisión significa que existe o no una pequeña variación aleatoria en la medición de la variable. La dispersión en los valores de una serie de mediciones será mínima.

 Rango de funcionamiento  El sensor debe tener un amplio rango de funcionamiento y debe ser exacto y

preciso en todo el rango.

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 Velocidad de respuesta  El transductor debe ser capaz de responder a los cambios de la variable

detectada en un tiempo mínimo. Lo ideal sería una respuesta instantánea.

 Calibración  El sensor debe ser fácil de calibrar.

El tiempo y los procedimientos necesarios para llevar a cabo el proceso de calibración deben ser mínimos. Además, el sensor no debe necesitar una recalibración frecuente. El término desviación se aplica con frecuencia para indicar la pérdida gradual de exactitud del sensor que se produce con el tiempo y el uso, lo cual hace necesaria su recalibración

 Fiabilidad  El sensor debe tener una alta fiabilidad. No debe estar sujeto a fallos

frecuentes durante el funcionamiento.

Medida de Temperatura 4

Sensor Características

RTD película platino

RTD platino bobinada

Termopar

NTC

Coste del sensor









Coste del sistema









Margen de medida

-200 a 750ºC

-200 a 850ºC

-270 a 1800ºC

-100 a 300ºC

Tolerancias

0,1 %

0,06 %

0,5 %

10%

Estabilidad









Sensibilidad















Linealidad Efecto del ruido

bajo

bajo

alto

No lineal bajo

Medida de Presencia Tipo de Sensor

5

Modo de trabajo

Ventajas / inconvenientes

Aplicaciones

Infrarrojos (pasivo)

Detección de cambios de luz que recibe un fotodiodo en un área grande

Bajo coste Uso sencillo Alcance de metros Poco preciso Puede ser interferido No detecta movimientos lentos Precisa luz

Seguridad básica Control de iluminación

Infrarrojo (activo)

Se incluye emisor infrarrojo en el sistema

Bajo coste Uso sencillo Alcance de metros Poco preciso Puede ser interferido No detecta movimientos lentos

Seguridad básica Control de iluminación

Cámara CCDs (pasivo)

Procesamiento digital de imagen captada mediante cámaras de CCDs

Muy preciso Puede permitir más funciones Alcance modificable Alto coste Diseño complejo Precisa iluminación

Seguridad Control Accesos Monitorización

de

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Tipo de Sensor

Modo de trabajo

Ventajas / inconvenientes

Aplicaciones

Micrófono (pasivo)

Detección de ruido mediante sistema piezoeléctrico

Sencillo Muy poco preciso Facial de interferir Poco sensible

Seguridad básica

Ultrasonidos (activo)

Técnicas de impulso-eco mediante piuezoeléctricos

Muy sensible Permite conocer distancia No precisa movimiento Sencillo Afectado por vibraciones Omnidireccional Alcance de pocos metros

Seguridad Control de acceso Control de iluminación

Barrera infrarroja (activo)

Detectar objeto entre emisor y receptor de infrarrojos

Bajo coste Sencillo Alcance variable, decenas de metros Muy preciso Entrono limpio

Seguridad básica Control de accesos y puertas Uso industrial

hasta

Medida de Proximidad Sensor Final carrera

de

inductivo capacitivo Barrera luz

7 Limitaciones

Alcance

de

Por contacto

Exige contacto Duración limitada

0,1 a 20 cm

Solo objetos metálicos Obj. Grandes Selectivo

0,1 a 3 cm

Objetos grandes Corto alcance Selectivo

0,1 a 10 m

Solo detectan en una línea. Entornos limpios Poco selectivo

Reflexión en 0,1 a 3 m espejo

Solo detectan en una línea. Entornos limpios Poco selectivo

Reflexión en 0,05 a 1m objeto

Alcance dependiente del objeto Entornos limpios Poco selectivo

Ultrasonidos

Poco selectivo Alcance dependiente del objeto Poco direccional Sensibles a vibraciones.

0,1 a 3 m

Usos Automatismos simples Seguridad Uso industrial

Automatismos simples Recuento de piezas Seguridad Uso industrial

Medida de Posición / Velocidad 8

Angular - Lineal:

o Potenciómetros o Sensores electromagnéticos o Inductivos o Codificadores de pulsos

Medida de Aceleración / Vibración Tipo

Margen de medida

Ancho de banda

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Ventajas / inconvenientes

Aplicaciones

Acelerómetros micromecánicos (MEMS)

1,5 a 250 g

0,1 a 1500

Alta sensibilidad Coste medio Uso sencillo Bajas temperaturas

Impacto ABS Airbag Uso en automoción

piezoeléctricos

0 a 2000 g

10 a 20000

Sensibilidad media Uso complejo Bajas temperaturas No funciona en continua

Vibración Impacto Uso industrial

Piezoeresistivos

0 a 2000 g

0 a 10000

Continua y alterna Prestaciones medias Bajo coste

Vibración Impacto Automoción

Capacitivos

0 a 1000 g

0 a 2000

Funciona en continua Bajo ruido Baja potencia Excelentes características

Uso general Uso industrial

Mecánicos

0 a 200 g

0 a 1000

Alta precisión en continua Lentos Alto coste

Navegación inercial Guía de misiles Herramientas nivelación

Medida de Parámetros eléctricos 10

Característica

Sensor Sensor de efecto hall

Sensor magnetorresistivo

Resistencia shunt

Transformador de corriente

Sensor de fibra óptica

Coste

Muy bajo

Medio

Alto

Alto

Medio

Linealidad

Muy buena

Media

Media

Media

Buena

Capacidad de medir altas corrientes

Muy pobre

Buena

Buena

Baja

Muy buena

Consumo

Alto

Bajo

Medio

Bajo

Medio

Variación de la salida con la temperatura

Media

Baja

Alta

Media

Baja

Offset

Si

No

Si

Si

No

Histéresis y saturación

No

Si

Si

Si

No