TRABAJO_Nro2 Richard Amiel

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMAS ESCUELAPROFESIONALDEING.MECANCIAELECTRICA

SEMESTRE: VIII

PUNO

– PERU

2011

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Miércoles 1 de Junio

control y automatización

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BY: Richard. @miel


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INDICE  Introducción

1) SENSORES POTENCIOMETRICOS  Concepto  Tipos de potenciómetro potenciómetross

De hilo bobinado bobinado (Wirewound) No bobinado (Nonwirewound)  Clasifican en tres categorías basados en la constitución de sus electrodos:  De estado sólido  De estado líquido  Sensores de gas Inconvenientes: tes:  .Ventajas e Inconvenien  Formas físicas de presentación  Usos y aplicaciones 

2) SENSORES DE TEMPERATURA DE RESISTENCIA METÁLICA  Concepto

Detector de resistencia metálica (RTD)  Galga Extensomé Extensométrica trica  Formas físicas de presentación  Usos y aplicaciones  Las perspectivas de futuro / perspectiva perspectivass 

3) TERMISTOR.  Concepto

Termistores NTC  Aplicaciones  Formas Típicas en el Mercado “NTC” Termistor PTC   Aplicaciones: Típicas En El Mercado “PTC”  Formas Típicas  Formas típicas en el mercado “etc. – pc” – pc”  Usos y aplicaciones 

4) SENSORES CAPACITIVOS.

 Concepto

Efecto borde  Aislamiento entre placas Interferencias capacitivas:  Cables de conexión   No linealidad  Alta impedancia de salida  ventajas que los hacen atractivos en muchas aplicaciones. Error por carga mecánica mínimo  Estabilidad y reproducibilidad muy elevadas  Muy alta resolución en la medida de desplazamientos   No producen campos eléctricos ni magnéticos grandes  Formas físicas de presentación  Usos y aplicaciones 


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5) SENSOR INDUCTIVO  Concepto.

Los campos magnéticos parásitos:  La relación entre L y R no es constante en todo el dispositivo L y R son inversame i nversamente nte proporcionales  Les afecta poco la humedad ambiente  Imponen poca carga mecánica,.  Alta sensibilidad.   Formas físicas de presentación  Usos y aplicaciones La utilidad de los sensores inductivos en las joyerías  

6) SENSORES ELECTROMAGNETICOS  Concepto

Sensores Electromagneticos: Tacogeneradores  Sensores Electromagneticos Electromagneticos : Sensores De Efecto Hall  La Temperatura tiene un efecto doble:  Autocalentamiento  Tensión de offset: Los sensores de efecto Hall presentan múltiples ventajas que justifican su  frecuente uso  Salida independiente de la frecuencia del campo detectado: Son inmunes a condiciones ambientales adversas:  Ausencia de contactos en la detección de movimientos  Formas físicas de presentación  Usos y aplicaciones 

7) TERMOPARES  Concepto

Tipos de termopares  Formas físicas de presentación aplicaciones. es.  Usos y aplicacion  Problemas de conexión  Resistencia de la guía  Descalibración  Ruido  Voltaje en Modo Común  Desviación térmica  Externos 

8) SENSORES PIEZOELECTRICO PIEZOELECTRICOSS  Concepto

Clases de cristales:  Clases cristalográficas piezoeléc piezoeléctricas: tricas: piroeléctricas: icas:  Clases cristalográficas piroeléctr  Formas físicas de presentación  Usos y aplicaciones 


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9) SENSORES PIROELECTRICOS  Concepto

como se usan en los robots  Formas físicas de presentación  El sensor incorporado a la cámara por sí solo no puede ejecutar funciones  Usos y aplicaciones 

.

10) SENSORES OPTOELECTRONICOS  Concepto:

Optoelectronica  Formas físicas de presentación  Aplicaciones: 

11) BIOSENSORES 11) BIOSENSORES

 Concepto

Características de los biosensores  Usos y aplicaciones, en las diferentes aéreas de la ingeniería. Receptoress y transductores aplicaciones. Receptore   Aplicación de los proyectos de I+D desarrollados por BIOSENSORES SL. 

12) SENSORES (SFO)  Concepto

13) BIBLIOGRAFIA 13) BIBLIOGRAFIA GENERAL


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SENSORES Introducción Un sensor convierte una señal física de un tipo en una señal física f ísica de otra naturaleza. Por ejemplo una termocupla produce un voltaje que está relacionado con la temperatura, así mismo en una resistencia metálica se aprovecha el fenómeno de variación de la resistencia con la temperatura para producir una señal de voltaje que sea proporcional a la temperatura. La diferencia entre los dos ejemplos está que para el caso de la termocupla se produce un milivoltaje producto de la unión de dos materiales a una determinada temperatura, en el segundo ejemplo la pura resistencia por si sola no puede hacer la conversión a voltaje sino que requiere de un circuito y de una fuente de alimentación. En el primer caso tenemos al elemento sensor sólo, en el segundo a el elemento sensor más un circuito, en este segundo caso la unión de los dos constituye el transductor. Tanto en el caso de la termocupla como de la resistencia metálica se necesitan etapas adicionales de acondicionamiento como amplificación y filtraje de la señal.

Características de los sensores Cuando se diseñan sistemas de adquisición de datos con computadora, hay aspectos a cerca de los sensores que es necesario tener en cuenta: 

La naturaleza de la señal que el sensor – transductor genera: voltaje, rango de

amplitud, respuesta en frecuencia, precisión necesaria, determinan el tipo de acondicionamiento acondicionamie nto de señal, convertidor A/D y cualquier otro hardware a utilizar. 

La influencia de las señales de ruido así como los efectos de carga del hardware de adquisición de datos sobre el sensor. 109



La calibración del sensor con respecto a la variable física. Si la respuesta del sensor a los cambios de la variable física es lineal o no. Una calibración mal hecha va a producir mediciones erróneas.



La interdependencia interdependencia entre los distintos componen componentes tes del sistema de adquisición de datos, por ejemplo un sensor muy bueno, con un pobre convertidor A/D no sirve de casi nada.



La precisión del sensor, esto es la capacidad de medir el mismo valor repetidas veces en idénticas condiciones condiciones..



El tiempo de respuesta del sensor, es decir, el tiempo requerido para responder a un cambio brusco de la variable que está siendo sensada.


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El coeficiente de temperatura del sensor, el cual viene dado por el cambio que se produce en la respuesta del sensor debido al cambio en la l a temperatura a la cual se encuentra,, por ejemplo el aumento en las corrientes de fuga y el voltaje offset de un encuentra amplificador, el aumento de la corriente en la oscuridad de un fotodiodo.



La histéresis de un sensor, la cual se define como la dependencia de la salida del sensor de la respuesta anterior. Esta es muy común en sistemas magnéticos y mecánicos.

Existen varias formas formas de clasificar los sensores, sensores, por ejemplo se pueden pueden clasificar por el principio físico de funcionamiento (inductivo, capacitivo, termoeléctrico o resistivo etc.), por la variable física medida (temperatura, presión, posición etc. por la capacidad de generar energía (activos) o de necesitar de un circuito de excitación (pasivos). En este trabajo se estudian los sensores de acuerdo al tipo de variable física medida.


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1) SENSORES POTENCIOMETRICOS Concepto Componente eléctrico cuya resistencia es función del desplazamiento de un elemento móvil. Consiste en una resistencia fija con un contacto móvil deslizante lineal o giratorio (cursor) que lo divide eléctricamente. Los potenciómetros pueden ser lineales (Variación constante por unidad de longitud) o logarítmicos, anti logarítmicos, senoidales (Poco utilizados actualmente).

Desde el punto de vista dinámico, es un sistema lineal de orden cero, pero puede formar parte de un sensor lineal de orden superior (sistema masa- resorte). Los sensores potenciométricos simplemente miden el potencial de equilibrio termodinámico y en el cual esencialmente no fluye corriente neta. El instrumental necesario para las medidas potenciométricas comprende un electrodo de referencia, un electrodo indicador y un dispositivo de medida de potencial; la construcción de los sensores potenciométricos potenciométricos depende del tipo de solución que de desea medir, y el tipo de electrodo que se utilice, ya sea el electrodo de referencia o el electrodo indicador. Dentro los sensores potenciometritos su función es establecida por la ecuación de Nernst, que se basa en la medida de los potenciales eléctricos en materiales o soluciones para calcular la concentración concentra ción de disoluciones iónicas, y consta básicamente de tres elementos: dispositivo de medida de potencial, electrodo de referencia y el electrodo selectivo a iones a caracterizar. En realidad es un voltímetro muy sensible que amplifica amplifi ca la débil señal eléctrica que producen los electrodos y permite lecturas de hasta 0.1 mV con gran exactitud.


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Tipos de potenciómetros La resistencia puede ser una pista recta o circular y el cursor esuna pieza móvil que se desliza sobre ella. Los potenciómetros circulares pueden ser de una vuelta o multivuelta



De hilo bobinado (Wirewound)

El elemento resistivo es un hilo (aleaciones Ni- Cr, Ni-Cu, metales nobles) arrollado sobre un soporte aislante (cerámico). Poseen una alta inductancia i nductancia y una baja resolución (1 / número de espiras). Tienen un coeficiente de temperatura pequeño. Actualmente solo se usan como reostatos. 

No bobinado (Nonwirewound)

El elemento resistivo es una pista de Cermet (aleación de cerámica y metal), carbón, plástico conductivo, metal o una combinación de ellos. Tienen elevada resolución y reducida inductancia y capacidad parásita.


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clasifican en tres categorías basados en la constitución de sus electrodos: Se pueden analizar fácilmente fácilmente la mayoría de las muestras líquidas y gaseosas. Las muestras muestras sólidas se pueden analizar si es posible prepararlas en forma de solución. Los sensores potenciometricos se clasifican en tres categorías basados en la constitución de sus electrodos:

a) De estado sólido Son aquellos disponibles como electrodos de media celda o electrodos combinados con electrodo de referencia. Estos electrodos incorporan una superficie solida sensible hecha de haluros de plata comprimidos, o un material solido cristalino. Estos sensores se utilizan para la determinación de bromuro, cloruro, ioduro, cobre (2+), cianuro, fluoruro, iones de plata y plomo. La construcción del cuerpo solido es robusta para una larga vida. Están basados en un electrodo de estado sólido, el cual desarrolla un voltaje debido a un intercambio iónico que se genera entre la muestra y la membrana inorgánica. Un mecanismo de equilibrio ocurre debido a la limitada solubilidad del material de la membrana en la muestra.

b) De estado líquido Son sensores cuyos Electrodos son de Membrana Liquida donde La superficie sensible de estos electrodos está hecha de una composición homogénea de polímero que contiene un intercambiador iónico de naturaleza orgánica para el ion determinado. Estos sensores incorporan un módulo de membrana fácilmente reemplazable, y están disponibles para mediciones de nitratos, potasio y calcio. Los primeros electrodos de membrana liquida que fueron desarrollados fue el de potasio. La membrana es generalmente utilizada en forma de un disco delgado de PVC impregnada con antibiótico de valinomicina. El intercambiador, también conocido como iono foro, es una estructura de anillo que atrapa los iones de potasio por dentro como un candado. Este tipo de membrana no es tan resistente como la de los sensores de estado sólido por lo que son diseñados con un módulo de membrana fácilmente reemplazable.

c) Sensores de gas Están formados por electrodos combinados que detectan gases disueltos en solución. Estos electrodos no requieren una referencia externa. El elemento sensor está separado de la muestra en solución por una membrana permeable al gas. Un sensor de gas trabaja gracias a la presión parcial del gas medido en la solución. El gas disuelto en la muestra se difunde dentro de la membrana y cambia el pH de una capa limite de electrolito en la superficie interna del sensor de pH. La difusión continua hasta que la presión parcial de la muestra y de la capa limite son la misma. El cambio del pH es proporcional al gas disuelto en la muestra.


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Ventajas e Inconvenientes:

Formas físicas de presentación


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Usos y aplicaciones 

Análisis de iones de procesos industriales batch o continuos.



Determinación de monitoreo continuo de la calidad de aire y gases contaminantes.



Determinación de electrolitos en fluidos fisiológicos para análisis clínicos.



Desarrollo de biosensores basados en enzimas inmovilizadas y electrodos.



Determinación de iones constituyentes en muestras de agricultura, medio ambiente y farmacia



Determinación de pH.



Determinación del punto final en titulaciones tit ulaciones de ácidos, bases y redo



Determinación cuantitativa selectiva de muchos iones inorgánicos y orgánicos en solución.



Determinación de iones en un estado de oxidación específico dentro de una muestra.



Determinación de constantes de estabilidad de complejos.



Determinación de velocidades y mecanismos de reacción.



Determinación cuantitativa de gases ácidos y básicos.



Determinación cuantitativa de productos de reacción enzimáticos.

Fuente: 

http://sensorpotenciometrico.blogspot.com/



http://sensorpotenciometrico.blogspot.com/2007/06/principio-de-sensores potenciometricos.html



http://www.telecable.es/personales/albatros1/asin/sensores.htm#d07

2) SENSORES DE TEMPERATURA DE RESISTENCIA METÁLICA Concepto Entre los sensores más comunes empleados para medir temperatura con instrumentación electrónica se tienen: RTDs, termistores, sensores de circuito integrado (IC ) y termocuplas.



Detector de resistencia metálica (RTD)

El detector de resistencia metálica RTD, es uno de los sensores más precisos de temperatura. Se caracteriza por su excelente estabilidad, usualmente es utilizado para medir temperaturas de 0 °C a 450 °C.


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La resistencia metálica metálica es de alambres alambres finos o de películas de de metales. Su resistencia varía varía en forma directamente proporcional con la temperatura. Ellas son fabricadas de metales como cobre, plata, oro, tungsteno y níquel, no obstante el platino es el material más comúnmente usado. El platino presenta una excelente estabilidad y la más alta resistividad con respecto a los otros metales. Entre las desventajas de las RTDs de platino (Pt100) se pueden mencionar: 1- su alto costo, por lo que hacer instrumentación con ellas es caro; 2- debido a su baja resistencia (100 Ω a

0 °C) y sensibilidad (0.4 Ω/°C), los alambres de conexión es uno de los principales problemas, la vía para minimizarlo es usar el esquema de medición con 4 alambres; 3- en el sistema de medición con 4 alambres, dos alambres llevan y traen la corriente proveniente de una fuente de corriente constante y otros dos alambres se emplean para la conexión del instrumento de medición de voltaje, convertidor A/D en un sistema de adquisición de datos por computadora; 4- la corriente de excitación constante produce una disipación de potencia en la RTD, lo cual le genera calentamiento que incrementa adicionalmente su temperatura que no es posible de detectar cuando se hace la medición de temperatura, una forma de reducir este error usar una corriente de excitación lo más pequeña posible.



Galga Extensométrica

Una galga extensométrica consiste de un alambre muy fino, o más comúnmente un papel metálico arreglado en forma de rejilla como se muestra en la figura 7.6. Esta forma de rejilla permite aprovechar la máxima cantidad de material de la galga sujeto a la tensión a lo largo de su eje principal. La rejilla se encuentra pegada a un apoyo delgado, el cual se encuentra unido a la superficie del objeto sometido a tensión, fuerza o presión. Por lo tanto la tensión experimentada por el objeto es transmitida directamente a la galga extensométrica, la cual responde con cambio lineal en su resistencia eléctrica. El parámetro que define la sensibilidad de una galga se conoce como factor de galga GF. Se define la constante o factor de galga K como el cociente entre la variación unitaria de resistencia y la deformación. Es una constante característica de cada galga que determina su sensibilidad. Es función de muchos parámetros, pero especialmente de la aleación empleada en la fabricación.


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En las galgas de hilo suele tener un valor próximo a 2. Las galgas de semiconductor posee un factor de galga más elevado que el de las metálicas (>10). Unos valores típicos son:


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Usos y aplicaciones Aplicaciones Presenta una serie de sensores de platino en la actualidad se utiliza en aparatos de cocina. La sonda con la brida y la de acero inoxidable de vivienda a largo fue desarrollado para su uso en hornos. También están disponibles los modelos equipados con aislamiento de alta tensión, que puede ser incorporada si exigido por la electrónica de control. El sensor más corto con la forma cónica es una sonda de temperatura alta a medida, que fue construido por encargo de un cliente. A la derecha de la figura. 3 es un sensor diseñado para medir la temperatura de la superficie. El sensor, que está integrado en una carcasa de


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plástico, se monta fácilmente a través de la perforación. Además de estas geometrías sonda especial, un sensor universal en una cápsula de cerámica también está disponible. Situado en el centro de la imagen es un componente SMD en un plato de cerámica de largo que se utiliza para mediciones de temperatura hasta 750 ° C.Además de los diseños que se muestran, Heraeus Sensor-Nite es capaz de desarrollar y fabricar geometrías sensor y viviendas que están especialmente diseñados para satisfacer requisitos específicos del cliente.

Las perspectivas de futuro / perspectivas En principio, los sensores de platino se pueden utilizar para aplicaciones en el rango de temperatura de -200 ° C a 1000 ° C. En la cocina, las temperaturas que varían entre 200 ° C y 600 ° C se miden. La capacidad de medir con precisión las temperaturas más bajas, se abre la posibilidad de utilizar sensores de platino en los frigoríficos, congeladores, lavadoras y secadoras. secadoras. Teniendo en cuenta estas perspectivas, es evidente que el final de la carretera que conduce a la cocina y el hogar inteligente no se ha llegado ll egado todavía.

Fuente: 

http://www.unet.edu.ve/~ielectro/Sensores%2 http://www.unet.edu.v e/~ielectro/Sensores%20de%20Temperatura.htm 0de%20Temperatura.htm . .



http://oretano.iele ab.uclm.es/~jgarcia/Instrumentacion/3_Sensores%20resistivos.pdf .



http://www.marcombo.com/Descargas/978842 http://www.marcombo.c om/Descargas/9788426715753/SENSOR 6715753/SENSORES/TEMAS/SA%2 ES/TEMAS/SA%2 0Tema%2004-%20Resistivos%20(2).pdf .


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3) TERMISTOR. Concepto Un termistor es un tipo de resistencia cuya resistencia varía significativamente con la temperatura temperatura , más que en las resistencias estándar. La palabra es unacrónimo unacrónimo d la térmica y térmica y resistencia .Termistores

son

ampliamente

utilizados

como

irrupción actual limitadores de temperatura sensores sensores , el rearme de sobre corriente protectores-yo, y la auto-regulación de los elementos de calefacción .Termistores difieren de los detectores de temperatura de la resistencia( resistencia( RTD) en que el material utilizado en un termistor es generalmente un polímero o cerámica, mientras que RTD utilizan metales puros. La respuesta de la temperatura también es diferente; RTDs son útiles en los rangos de temperatura más grandes, mientras que termistores típicamente lograr una mayor precisión en un rango de temperatura limitada [por lo general -90 ° C a 130 ° C]. Los Termistores son resistores térmicamente térmicamente sensibles, sensibles, existen dos tipos de termistores según la variación de la resistencia/coeficiente de temperatura, pueden ser negativos ( NTC ) o positivos ( PTC ). PTC ).

a) Termistores NTC Son resistencias de coeficiente de temperatura negativo, constituidas por un cuerpo semiconductor semiconductor cuyo coeficiente de temperatura sea elevado, es decir, su conductividad crece muy rápidamente con la temperatura. La característica tensión-intensidad (V/I) de un resistor NTC presenta un carácter peculiar, ya que cuando las corrientes que lo atraviesan son pequeñas, el consumo de potencia será demasiado pequeño para registrar aumentos apreciables de temperatura, o lo que es igual, descensos en su resistencia óhmica; en esta parte de la característica

la

relación

tensión-intensidad

será

prácticamente lineal y en consecuencia cumplirá la ley de Ohm. Se emplean en su fabricación óxidos semiconductores de níquel, zinc, cobalto, etc. Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. El término termistor proviene de ThermallySensitive Resistor.


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Aplicaciones 1. Dependencia de la resistencia con la temperatura: R = R ( T ) 





Medida de la Temperatura. Cambio de medio (líquido-aire). Medida de flujos de gases.

2. Inercia térmica de la NTC: R = R ( T ) con T = T ( t ) 

Retardo en el accionamiento de relés.



Aumento lento de corriente.

3. Coeficiente de temperatura negativo: a < 0 



Compensación Compensación de coeficientes de temperatura positivos. Estabilización de voltajes

Formas Típicas en el Mercado “NTC”

b) Termistor PTC Las Resistencias PTC (Positive TemperatureCoefficient), también llamadas termistores PTC, son resistencias cuyo coeficiente de temperatura es positivo,, es decirque su valor óhmico depende de la temperatura, pero con la particularidad de que, mientras en las resistencias NTC disminuye su valor óhmico al aumentar la temperatura, en las resistencias PTC aumenta su valor óhmico al aumentar la temperatura. Son fabricación de titanato de bario y deben elegirse cuando se requiere un cambio drástico en la resistencia a una temperatura específica o nivel de corriente. Los termistores Ptas. puede operar en los siguientes modos:

 Sensores de temperatura, en temperaturas que oscilan entre 60° C a 180° C, por

ejemplo,

para

protección

de

los

bobinados

de

motores

eléctricos

y

transformadores.  Fusible de estado sólido de protección contra el exceso de corriente, que van

desde mal a varios A (25° C ambiente) a niveles de tensión continua superior a 600V, por ejemplo, fuentes de alimentación para una amplia gama de equipos eléctricos.  Sensor de nivel de líquidos.


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Aplicaciones: Formas Típicas Típicas En El Mercado “PTC”

Formas típicas en el mercado “ etc. etc. – pc”

Son fabricados a partir de los óxidos de metales de transición (manganeso, cobalto, cobre y níquel) los termistores NTC son semiconductores semiconductores dependientes dependientes de la temperatura. temperatura. Operan en un rango de -200º C a + 1000° C. Un termistor NTC debe elegirse cuando es necesario un cambio continuo de la resistencia en una amplia gama de temperaturas. Ofrecen estabilidad mecánica, térmica y eléctrica, junto con un alto grado grado de sensibilidad.


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La excelente combinación de precio y el rendimiento ha dado lugar a una amplia utilización de los termistores NTCs en aplicaciones aplicaciones tales como medición y control de temperatura, temperatura, compensación compensación de temperatura y medición del flujo fl ujo de fluidos .

Usos y aplicaciones 

PTC se pueden utilizar como dispositivos limitadores de corriente para la protección del circuito, en sustitución de fusibles. Corriente a través del dispositivo hace que una pequeña cantidad de calentamiento resistivo. Si la corriente es lo suficientemente grande como para generar más calor que el dispositivo puede perder a su entorno, el aparato se calienta, lo que su resistencia a aumentar, y por lo tanto provoca un calentamiento más. Esto crea un efecto de auto-refuerzo que impulsa al alza la resistencia, la reducción de la corriente y tensión de alimentación al dispositivo.



termistores PTC se utilizan como contadores de tiempo en el bobina de desmagnetización circuito de la mayoría de las pantallas CRT y televisores. Cuando la unidad se pone en marcha inicialmente, la corriente fluye a través de la bobina termistor y desmagnetización. La bobina y el termistor son intencionalmente tamaño para que el flujo de corriente calienta el termistor al punto de que la bobina de desmagnetización se apaga en menos de un segundo. Para desmagnetización eficaz, es necesario que la magnitud del campo magnético alterno producido por la bobina de desmagnetización disminuye suave y continuamente, en vez de apagar bruscamente o disminuir en pasos, el termistor PTC logra esto, naturalmente, ya que se calienta. Un circuito de desmagnetización desmagnetización con un termistor PTC es simple, fiable (por su simplicidad), y de bajo costo.



termistores NTC se utilizan como termómetros de resistencia en las mediciones de la temperatura baja del orden de 10 K.



termistores NTC se puede utilizar como dispositivos de limitación de corriente de arranque en los circuitos de la fuente de alimentación. Presentan una mayor resistencia inicial que impide que grandes corrientes de fluir en el encendido, y luego el calor y se convierten en la resistencia mucho más baja para permitir mayor flujo de corriente durante el funcionamiento normal. Estos termistores t ermistores son generalmente generalmente mucho más grande que la medición termistores tipo, y están diseñados a propósito para esta aplicación.

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termistores NTC se utilizan regularmente regularmente en aplicaciones de automoción. Por ejemplo, controlar cosas como la temperatura del refrigerante y / o temperatura del


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aceite dentro del motor y proporcionar datos a la ECU e, indirectamente, en el salpicadero. 

termistores NTC se puede también utilizar para controlar la temperatura de una incubadora.



Termistores también son comúnmente utilizados en los modernos termostatos digitales y digitales y para controlar la temperatura de las baterías durante la carga.



Un termopar es un dispositivo de estado sólido que se utiliza para convertir la energía en voltaje. Consta de dos metales diferentes empalmados en una juntura.



Pueden utilizarse como materiales para la fabricación de termopares, tales como: hierro y constantano, cobre y constantano o antimonio y bismuto.



Los termopares se emplean como sensores de temperatura e instrumentos semejantes a los termómetros denominados pirómetros. En un pirómetro, el voltaje producido por un termopar origina que una corriente circule a través de un medidor eléctrico, el cual se calibra para indicar directamente el valor de la temperatura. Un termopar puede colocarse en un horno; cuando aumenta la temperatura en el horno, también aumenta el voltaje que se genera en el termopar. En consecuencia pasa más corriente por el medidor. En tal caso, el medidor indica el aumento de corriente como una temperatura mayor. Con los pirómetros se puede medir con mucha precisión, temperaturas que van desde 2700 hasta 10,800ºF (1,500 a 6,000ºC).



Los termopares comerciales se designan por letras (T, E, J, K, R) que identifican los materiales que contienen, se especifican generalmente por su sensibilidad o coeficiente térmico MV/ºC.

Fuente: 

http://oretano.iele ab.uclm.es/~jgarcia/Instrumentacion/3_Sensores%20resistivos.pdf .



http://www.superpbenavides.com/catalogo/comp http://www.superpbenav ides.com/catalogo/componentes%20pasivo onentes%20pasivos/resistencias/Ter s/resistencias/Ter mistores%20NTC%20y%20PTC.pdf .


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

http://proton.ucting.udg.mx/temas/control/memo/MEMO.html .



http://www.uib.es/depart/dfs/GTE/education/industrial/tec_electronica/teoria/termist ores_NTC_1.pdf .



http://www.google.com/search?q=termistor&hl=es&biw=12 http://www.google.co m/search?q=termistor&hl=es&biw=1230&bih=509&prmd=ivn 30&bih=509&prmd=ivn s&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=lbjmTcXIHYmztwfRtYDo s&tbm=isch&tbo=u&source =univ&sa=X&ei=lbjmTcXIHYmztwfRtYDoCg&ved=0C Cg&ved=0C EoQsAQ .

4) SENSORES CAPACITIVOS. Concepto Este tipo de sensor tiene la misión de detectar aquellos materiales cuya constante dieléctrica sea mayor que la unidad (1). El sensor capacitiv capacitivo o basa su operación en el campo eléctrico que puede ser almacenado en un capacitor, el cual dependiendo del material dieléctrico la carga almacenada será muy grande o pequeña, teniendo como base la constante dieléctrica del aire que es igual que 1, cualquier otro material que puede ser plástico, vidrio, agua, cartón, etc., tienen una constante dieléctrica mayor que 1. Pues bien para detectar un material que no sea el aire, el sensor capacitivo tiene que ser ajustado para que sepa que material debe detectar. Un ejemplo para para emplear este tipo de sensor es en una línea de

producción

en

donde

deben

llenarse

envases

transparentes ya sean de vidrio o plástico, con algún líquido que inclusive puede ser transparente también.

Existen multitud de sensores sensores capacitivos con geometrías diferentes, adaptadas a la medida de diversas magnitudes físicas. El empleo de un condensador variable como sensor está sujeto a una serie de



limitaciones.

Efecto borde: en un condensador de placas paralelas, cuando la separación entre placas es mucho menor que las dimensiones laterales, este efecto es despreciable. En caso contrario, las


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alteraciones del campo eléctrico en las proximidades de los bordes del condensador, hacen que la capacidad real del mismo no coincida con la obtenida al aplicar la expresión teórica.

Un método para reducir el efecto de los bordes sin alterar las relaciones geométricas es el empleo los denominados anillos de guarda. Consiste en rodear una de l as placas del condensador, a una cierta distancia g, con un anillo puesto al mismo potencial que dicha placa, según se muestra en la figura.



Aislamiento entre placas: debe ser alto y constante. Por ejemplo, si como consecuencia de variaciones de humedad, se altera el aislamiento ofrecido por el dieléctrico y aparecen resistencias parásitas en paralelo con C, se producen variaciones en la impedancia del condensador no atribuibles a un cambio de capacidad. Es decir, parte del cambio de impedancia no es consecuencia de la magnitud que se mide.



Interferencias capacitivas: si cualquier conductor próximo al condensador variable alcanza un determinado potencial con respecto a la placa de este no conectada a masa, aparecerá una capacidad parásita (CP) entre la placa y el conductor, que interfiere en la medida. Puede ser necesario apantallar eléctricamente esta placa y los cables conectados a ella respecto al entorno ajeno al sensor.



Cables de conexión: al ser apantallados para evitar las interferencias interferencias capacitivas, aparece una capacidad parásita (CP) en paralelo con la capacidad del sensor (CS). Esto hace que se pierda sensibilidad, pues la magnitud a medir hará cambiar sólo CS, que es ahora una parte de la capacidad total.



No linealidad: su linealidad depende del parámetro que varía, de la expresión de la capacidad y de si se mide la impedancia o la admitancia del condensador. Para el caso de un condensador de placas paralelas:


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Alta impedancia de salida: si se quiere medir la tensión en los terminales del sensor capacitivo, es preciso utilizar un circuito de medida que tenga una impedancia de entrada muy alta. De lo contrario se producirá un error por carga considerable. Esto no siempre es fácil de conseguir. Una alternativa consiste en medir la corriente a través del sensor, con lo que la exigencia de una impedancia de entrada alta desaparece Cuando estudiemos los circuitos de acondicionamiento para estos sensores trataremos este punto con más detalle. Frente a las limitaciones anteriores, los sensores capacitivos presentan una serie de

ventajas que los hacen atractivos en muchas aplicaciones. 

Error por carga mecánica mínimo: como sensores de desplazamiento, al no haber contacto mecánico directo, como sucedía en los potenciómetros, no hay errores por fricción. Además, el elemento móvil suele tener muy poca masa, con lo que su inercia es muy pequeña y la energía necesaria para desplazarlo es despreciable.



Estabilidad y reproducibilidad muy elevadas: al no depender la capacidad de las propiedades de las placas, no afectan en este sentido los cambios de temperatura ni hay derivas temporales. Si el dieléctrico es el aire, ε varía poco con la temperatura. Para otros materiales, las variaciones de temperatura pueden tener más influencia. Pero en todo caso, la resistividad varía más con la temperatura, por lo que los sensores resistivos deben ser considerados menos inmunes a estos cambios de las condiciones ambientales.



Muy alta resolución en la medida de desplazamientos: esto es consecuencia de la alta resolución que se puede conseguir, con los circuitos de acondicionamiento, en la medida de capacidades. Se logran detectar desplazamientos de hasta 10 pm.



No producen campos eléctricos ni magnéticos grandes: esto es una ventaja frente a los sensores inductivos, que pueden producir campos magnéticos de dispersión


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intensos que perturban el funcionamiento de otros circuitos del entorno. Los valores habituales de capacidad están entre 1 y 500 pF y la frecuencia de alimentación suele ser superior a 10 Khz para reducir la impedancia de salida. Entre las aplicaciones más inmediatas de los sensores capacitivos están los detectores de proximidad y las medidas de desplazamientos lineales y angulares, niveles de líquidos y humedad. Estos sensores pueden medir otras magnitudes si un sensor primario apropiado las convierte en un desplazamiento. desplazamiento. Por ejemplo, presión, aceleración, fuerza, etc.



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Usos y aplicaciones Estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de controles de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos. También son utilizados para muchos dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos móviles, ya que el sensor percibe la pequeña diferencia de potencial entre membranas de los dedos eléctricamente eléctricamente polarizados de una persona. 

Detección de nivel

En esta aplicación, cuando un objeto (líquidos, granulados, metales, aislantes, etc.) penetra en el campo eléctrico que hay entre las placas sensor, varía el dieléctrico, variando consecuentemente consecuentemente el valor de capacitancia. 

Sensor de humedad

El principio de funcionamiento de esta aplicación es similar a la anterior. En esta ocasión el dieléctrico, por ejemplo el aire, cambia su permitividad con respecto a la humedad del humedad del ambiente. 

Detección de posición

Esta aplicación es básicamente un condensador variable, en el cual una de las placas es móvil, pudiendo de esta manera tener mayor o menor superficie efectiva entre las dos placas, variando también el valor de la capacitancia, y también puede ser usado en industrias químicas. Pero como sabemos este tipo de aplicación no suele ser lo correcto. Para detectar

1.- Objetos de prácticamente cualquier material, incluso materiales no conductivos. 2.-Líquidos, granulados y polvos de forma directa o a través de la pared de un recipiente.


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Fuente: 

http://www.antirrobo.net/sensores/sensores-capacitivos.html .



http://es.scribd.com/doc/7852484/SENSORES-CAPACITIVOS .



http://sensoresdeproximidad.galeon.com/#capacitivo .



http://www.slideshare.net/josueacerov/sensores-cap-acitivos . .



http://www.google.com/search?q=SENSORES+ http://www.google.com/se arch?q=SENSORES+CAPACITIVOS&hl=es&sa=N&b CAPACITIVOS&hl=es&sa=N&biw iw =1230&bih=509&prmd=ivnsb&tbm=isch&tbo= =1230&bih=509&p rmd=ivnsb&tbm=isch&tbo=u&source=univ&ei=4Ln u&source=univ&ei=4LnmTdi5JsK5 mTdi5JsK5 tgft6ei-Cg&ved=0CDIQsAQ . 5) SENSOR INDUCTIVO

Concepto. Este tipo de sensor por su naturaleza de operación se dedica a detectar la presencia de metales.

El sensor inductivo internamente posee un circuito electrónico que genera un

campo magnético, el cual esta calibrado para medir una cierta cantidad de corriente eléctrica sin la presencia de metal alguno en el campo magnético, pero cuando se le acerca un metal, el campo magnético se altera provocando que la corriente que lo genera cambie de valor, lo que a su vez el sensor responde al sistema de control indicándole la presencia del metal. Una aplicación de este sensor es por ejemplo en las bandas transportadoras en donde van viajando una serie de materiales metálicos, como pueden ser latas y en los puntos donde se deben colocar estas latas, se instalan los sensores, y sin necesidad de un contacto físico el sensor reporta cuando una lata se encuentra en su cercanía.

La aplicación de una inductancia variable a la transducción está sujeta a algunas limitaciones. 

Los campos magnéticos parásitos: afectan a L, por lo que puede ser necesario disponer un apantallamiento magnético a su alrededor para que los cambios observados observados sean sólo debidos al fenómeno f enómeno a detectar.


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La relación entre L y R no es constante en todo el dispositivo: varía hacia los extremos del mismo porque el campo deja de ser uniforme. El flujo magnético disperso es mayor que el flujo eléctrico disperso en los condensadores. Esto limita el alcance de medida y es una fuente de interferencias para otros dispositivos o circuitos próximos.



L y R son inversamente proporcionales: si el parámetro variable es la longitud, el dispositivo tendrá una impedancia inversamente proporcional a la misma. Si lo que varía es μ , entonces hay proporcionalidad entre la impedancia y la magnitud a medir. Entre las principales



destacaremos las siguientes. ventajas destacaremos

Les afecta poco la humedad ambiente y otros contaminantes, a diferencia de los sensores capacitivos.



Imponen poca carga mecánica , aunque superior a la de un condensador variable.



Alta sensibilidad , superior a la de los sensores capacitivos.



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Usos y aplicaciones Los sensores inductivos se utilizan para detectar la velocidad de rotación y la posición angular del cigüeñal. La velocidad de rotación de las ruedas en los sistemas antibloqueo de frenos. Y en algunos vehículos para detectar la fase de los árboles de levas. El sensor inductivo se conecta a través de dos cables que son los extremos de la bobina. Si la tensión que debe medirse es muy pequeña se protegen los cables con una malla metálica para evitar interferencias de otros sistemas eléctricos. Para comprobar el funcionamiento de un sensor inductivo se pueden utilizar dos métodos, el estático midiendo resistencia o el dinámico midiendo tensión. Utilizando un polímetro se puede medir la resistencia del sensor que deberá estar dentro de los valores ofrecidos por el fabricante. También se puede medir el valor de tensión con el polímetro, pero el dato obtenido debe ser interpretado, ya que tienen que ver poco con la realidad. Los sensores inductivos se utilizan en los automóviles para medir velocidades de rotación o detectar la posición angular de un determinado elemento. Su principal ventaja es su reducido coste y simplicidad, mientras que su mayor inconveniente es la falta de precisión cuando las velocidades de giro son bajas.


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La utilidad de los sensores inductivos en las joyerías Es importante que tengamos en cuenta que la precisión de los sensores inductivos a la hora de detectar hasta el más mínimo rastro de metal, ha convertido a estos sensores en uno de los más precisos y útiles del mercado. Justamente por esta razón es que la mayoría de las joyerías de renombre suelen contar con algunos de ellos para poder detectar cuáles joyas son autenticas y cuáles no, ya que como dijimos al comienzo de este articulo, los sensores inductivos son los más indicados para la detección del metal ferroso.

Fuente: 





http://sensoresdeproximidad.galeon.com/#capacitivo . http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_inductivo.

http://www.silge.com.ar/archivos/notastecnicas/ARRAY%20 http://www.silge.com.ar/arch ivos/notastecnicas/ARRAY%20LOCIG_Sensores_indu LOCIG_Sensores_indu ctivos.pdf .



http://www.google.com/search?q=SENSORES+IN http://www.google.co m/search?q=SENSORES+INDUCTIVOS&hl=es&biw=123 DUCTIVOS&hl=es&biw=1230& 0& bih=509&prmd=ivnsb&tbm=isch&tbo=u&source=un bih=509&prmd=ivnsb& tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=6brmTZCUJc iv&sa=X&ei=6brmTZCUJc24t 24t wemo4DlCg&ved=0CC8QsAQ .

6) SENSORES ELECTROMAGNETICOS Concepto Sensores Electromagneticos: Tacogeneradores Este tipo de sensores están basados en la ley l ey de Faraday. Según la cual, si una bobina con N espiras está inmersa en un campo magnético y abarca un flujo φ , se induce en ella una tensión e que viene dada por

la siguiente expresión: expresión:

Los denominados tacogeneradores o tacómetros de alterna son similares, en su funcionamiento, a un generador de energía eléctrica. Si se tiene un circuito de N espiras, que gira a una velocidad angular w, inmerso en un campo magnético fijo de densidad de flujo B, la tensión inducida será:


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Se induce, por tanto, una tensión alterna de amplitud y frecuencia proporcionales a la velocidad de giro. El sensor sería mucho más práctico si sólo variara la amplitud con la velocidad de giro. Para conseguir esto, se emplea una disposición como la que se muestra en la figura. Hay dos devanados, uno de excitación y otro de detección, dispuestos con un desfase espacial de 90º. El rotor, cuya velocidad de giro se pretende medir, está formado por una serie de espiras cortocircuitadas dispuestas alrededor de un tambor. Es lo que se denomina rotor en jaula de ardilla. Si el devanado de excitación se alimenta con una tensión alterna de amplitud constante y pulsación w, al girar el rotor a una velocidad wa, en el devanado de detección, se obtiene una tensión de salida:

Se trata de una tensión de frecuencia igual a la l a de excitación y amplitud proporcional a la velocidad de giro. Se ha supuesto que la impedancia de entrada del instrumento de medida es alta, pues de lo contrario la corriente que circula por el devanado de salida produciría un campo magnético que se sumaría con el de excitación introduciendo un error. Como la información de interés está en la amplitud, si la velocidad de giro varía no deberá hacerlo con una frecuencia comparable a la de excitación, que actúa de portadora. Para poder demodular la envolvente sin tener que recurrir a filtros complejos, conviene que la frecuencia de la tensión de excitación sea al menos diez veces mayor que la de la velocidad a medir. En la figura se muestra un ejemplo en el que la velocidad de giro crece de forma cuadrática. Los cambios

de temperatura pueden introducirerrores, pues varía la resistencia de los

devanados y con ella la intensidad de excitación. Hay modelos que incluyen un termistor linealizado en serie con el devanado de excitación de tal forma que el coeficiente de temperatura del conjunto es casi nulo en el margen de temperatura que va a actuar el tacómetro. Otra solución sería excitar el primario en corriente, pero esto es más costoso.


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Existen tacómetros en los que la excitación se consigue con un imán permanente, y la salida se rectifica mecánica o electrónicamente. Son los denominados tacómetros

de continua. La

ventaja que introducen es que no necesitan excitación externa. Además la polaridad de la tensión de salida depende del sentido de giro.

Sensores Electromagneticos : Sensores De Efecto Hall El efecto Hall, descubierto por E. H. Hall en 1870, consiste en la aparición de una diferencia de potencial transversal en un conductor o semiconductor, por el que circula una corriente, cuando es sometido a un campo magnético aplicado en dirección perpendicular a esta.

Los portadores mayoritarios se mueven en el seno de un campo magnético con una velocidad V, por tanto, actúa sobre ellos una fuerza que los desplaza en la dirección perpendicular al campo y en un sentido o en otro dependiendo de si son electrones o huecos. La acumulación de cargas de signo contrario en las superficies del cristal origina una diferencia de potencial (VH) entre las caras opuestas. Esta tensión genera un campo eléctrico cuya fuerza sobre los portadores anula la correspondiente al campo magnético, alcanzándose alcanzándose un equilibrio. La tensión Hall obtenida,  depende del grosor t del material en la dirección del campo magnético aplicado, de la corriente I , del campo magnético B y de las propiedades eléctricas del material (densidad de carga y movilidad de los portadores) recogidas en el denominado coeficiente Hall,

 .

La relación entre estos parámetros es: El comportamiento descrito es el ideal. En la práctica, es preciso tener en cuenta algunas


limitaciones.

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La Temperatura tiene un efecto doble: El semiconductor (fuertemente dopado) presenta una resistencia con coeficiente de temperatura positivo. Si se alimenta a tensión constante, la corriente de polarización (I) varía con la temperatura y con ella la tensión de salida (  ). Por esta razón en ocasiones es preferible alimentar a corriente constante. constante. Afecta a la movilidad de los portadores mayoritarios mayoritarios y, por tanto, a la sensibilidad por medio del coeficiente Hall (  ), que presenta un coeficiente de temperatura positivo.

Dado que estos dos efectos tienen signo opuesto, es posible su compensación con un circuito de polarización adecuado que anule la derivada con la temperatura del producto  .



Autocalentamiento: aumentando la corriente de polarización del sensor aumenta la sensibilidad en la medida del campo magnético. No obstante, conviene limitar el valor de la corriente para evitar el problema del autocalentamiento del sensor por efecto Joule.



Tensión de offset: estos sensores suelen presentar una tensión de salida no nula en ausencia de campo magnético. Se debe a inexactitudes físicas y no uniformidades en el material y puede ser de hasta 100 mV, dependiendo dependiendo de la alimentación. En algunos casos existe un terminal de ajuste para eliminar la tensión de offset

Los sensores de efecto Hall presentan múltiples ventajas que justifican su frecuente uso 

Salida independiente de la frecuencia del campo detectado: la salida es una réplica en tensión del campo magnético detectado. En los sensores inductivos, cuando la variación del flujo magnético es lenta la salida es muy pequeña.



Son inmunes a condiciones ambientales adversas: polvo, humedad, vibraciones, etc.



Ausencia de contactos en la detección de movimientos: esto les confiere gran robustez. En la fabricación de elementos Hall se emplean semiconductores, en vez de metales, porque al ser menor la conductividad, la tensión Hall es mayor. Además, en los semiconductores la movilidad de los portadores se puede controlar mediante la adición de impurezas, obteniéndose así un coeficiente Hall con un alto grado de repetitividad entre distintas unidades del mismo sensor.

En la mayoría de los sensores de efecto Hall se integran junto con el sensor circuitos de estabilización de la alimentación y circuitos para el acondicionamiento acondicionamiento más inmediato.


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Usos y aplicaciones Basados en la ley de Faraday Se basa en el principio de que una variación en el flujo magnético sobre una bobina, genera una fuerza electromotriz. Las condiciones que deben cumplirse para poder usar este tipo de medidor son: 

Perfil de velocidades simétrico.



Tubería no metálica ni magnética: teflón o cerámica.



Electrodo de acero o titanio



Tubería llena



Campo magnético continúo o alterno.



Ideal para aguas residuales, líquidos corrosivos o con sólidos en suspensión. Basados

en

el

efecto

El efecto hall se refiere a la generación de un potencial en un conductor por el que circula una corriente y hay un campo magnético perpendicular a esta.  

La temperatura cambia la resistencia del material.



Hay un error de cero debido a inexactitudes físicas.

 

Tiene como limitación:

Tiene como ventajas: Salida independiente de la velocidad de variación del campo magnético.



Inmune a las condiciones ambientales.



Sin contacto.


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Hall.

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Fuente: 

http://www.todoexpertos.com/categorias/ciencias-e-ingenieria/ingenieriaelectronica/respuestas/1858475/sensores-electromagneticos . .



http://www.carmultimediazone.com/Kit-de-sensores-electromagneticos . .



http://sensoreslograzzo.blogspot.com/2009/02/3-sensores-electromagneticos.html . 7) TERMOPARES

Concepto termopar (también llamado termocúpla) es un transductor formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck) , que es función de la diferencia

d etemperatura etemperatura entre uno de los extremos denominado "punto caliente" o unión caliente o de medida y el otro denominado "punto frío" o unión fría o de referencia. En Instrumentación industrial, los termopares son ampliamente usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación es la exactitud ya que los errores del sistema inferiores a un grado Celsius son difíciles de obtener.


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Tipos de termopares  Tipo K (Cromo (Ni-Cr) / Aluminio (aleación de Ni-Al)): con una amplia variedad de

aplicaciones, está disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. Tienen un

rango de temperatura de −200 ºC a +1.200 ºC y una sensibilidad 41µV/°C aprox.  Tipo E (Cromo / Constantán (aleación de Cu-Ni)): No son magnéticos y gracias a su

sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico. Tienen una sensibilidad de 68 µV/°C.  Tipo J (Hierro / Constantán): debido a su limitado rango, el tipo J es menos popular

que el K. Son ideales para usar en viejos equipos que no aceptan el uso de termopares más modernos. El tipo J no puede usarse a temperaturas superiores a 760 ºC ya que una abrupta transformación magnética causa una descalibración descalibración permanente. Tienen

un rango de −40ºC a +750ºC.  Tipo N (Nicrosil (Ni-Cr-Si / Nisil (Ni-Si)): es adecuado para mediciones de alta

temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidación de altas temperaturas, y no necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S que son más caros.  Por otro lado, los termopares tipo B, R y S son los más estables, pero debido a su baja

sensibilidad (10 µV/°C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300 ºC).  Tipo B (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): son adecuados para la medición de altas

temperaturas superiores a 1.800 ºC. El tipo B por lo general presentan el mismo resultado a 0 ºC y 42 ºC debido a su curva de temperatura/voltaje.  Tipo R (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): adecuados para la medición de temperaturas de

hasta 1.600 ºC. Su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado quitan su atractivo.  Tipo S (Hierro / Constantán): ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los

1.600 ºC, pero su baja sensibilidad (10 µ V/°C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibración universal universal del punto de fusión del oro (1064,43 °C).  Tipo T: es un termopar adecuado para mediciones

en el rango de −200 ºC a 0 ºC. El

conductor positivo está hecho de cobre y el negativo, de constantán. Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen además una resolución menor. La selección de termopares es importante para asegurarse asegurarse que cubren el rango de temperaturas a determinar.


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Usos y aplicaciones. La mayor parte de los problemas de medición y errores con los termopares se deben a la falta de conocimientos del funcionamiento de los termopares. A continuación, un breve listado de los problemas más comunes que deben tenerse en cuenta.



Problemas de conexión

La mayoría de los errores de medición son causados por uniones no intencionales del termopar. Se debe tener en cuenta que cualquier contacto entre dos metales distintos creará una unión. Si lo que se desea es aumentar la longitud de las guías, se debe usar el tipo correcto del cable de extensión. Así por ejemplo, el tipo K corresponde al termopar K. Al usar otro tipo se introducirá una unión termopar. Cualquiera que sea el conector empleado debe estar hecho del material termopar correcto y su polaridad debe polaridad debe ser la adecuada. Lo más correcto es emplear conectores comerciales del mismo tipo que el termopar para evitar problemas.


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Resistencia de la guía

Para minimizar la desviación térmica y mejorar los tiempos de respuesta, los termopares están integrados con delgados cables. Esto puede causar que los termopares tengan una alta resistencia, la cual puede hacer que sea sensible al ruido y también puede causar errores debidos a la resistencia del instrumento de medición. Una unión termopar típica expuesta con 0,25 mm. tendrá una resistencia de cerca de 15 ohmios por ohmios por metro. metro. Si se necesitan termopares con delgadas guías o largos cables, conviene mantener las guías cortas y entonces usar el cable de extensión, el cual es más grueso, (lo que significa una menor resistencia) ubicado entre el termopar y el instrumento de medición. Se recomienda medir la resistencia del termopar antes de utilizarlo. 

Descalibración

La descalibración es el proceso de alterar accidentalmente la conformación del cable del termopar. La causa más común es la difusión de partículas atmosféricas en el metal a los extremos de la temperatura de operación. Otras causas son las impurezas y los químicos del aislante difundiéndose en el cable del termopar. Si se opera a elevadas temperaturas, se deben revisar las especificaciones del aislante de la sonda. Tenga en cuenta que uno de los criterios para calibrar un instrumento de medición, es que el patrón debe ser por lo menos 10 veces más preciso que el instrumento a calibrar.



Ruido

La salida de un termopar es una pequeña señal, así que es susceptible de error por ruido eléctrico. La mayoría de los instrumentos de medición rechazan cualquier modo de ruido (señales que están en el mismo cable o en ambos) así que el ruido puede ser minimizado al retorcer los cables para asegurarse que ambos recogen la misma señal de ruido. Si se opera en un ambiente extremadamente ruidoso, (Ej.: cerca de un gran motor) , es necesario considerar usar un cable de extensión protegido. Si se sospecha de la recepción de ruido, primero se deben a pagar todos los equipos sospechosos y comprobar si las lecturas cambian. Sin embargo, la solución más lógica es diseñar un filtro pasabajas (resistencia y condensador en serie) ya que es probable que la frecuencia del ruido (por ejemplo de un motor) sea mucho mayor a la frecuencia con que oscila la temperatura.

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Voltaje en Modo Común

Aunque las señales del termopar son muy pequeñas, a la salida del instrumento de medición pueden aparecer voltajes mayores. Estos voltajes pueden ser causados tanto por una


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recepción inductiva (un problema cuando se mide la temperatura de partes del motor y transformadores) o por las uniones a conexiones terrestres. Un ejemplo típico de uniones a tierra sería la medición de un tubo de agua caliente con un termopar sin aislamiento. Si existe alguna conexión terrestre pueden existir algunos voltios entre el tubo y la tierra del instrumento de medición. Estas señales están una vez más en el modo común (las mismas en ambos cables del termopar) así que no causarán ningún problema con la mayoría de los instrumentos siempre y cuando no sean demasiado grandes. Los voltajes del modo común pueden ser minimizados al usar los mismos recaudos del cableado establecidos para el ruido, y también al usar termopares t ermopares aislados.



Desviación térmica

Al calentar la masa de los termopares se extrae energía que afectará a la temperatura que se trata determinar. Considérese por ejemplo, medir la temperatura de un líquido en un tubo de ensayo: existen dos problemas potenciales. El primero es que la energía del calor viajará calor viajará hasta el cable del termopar y se disipará hacia la atmósfera reduciendo así la temperatura del líquido alrededor de los cables. Un problema similar puede ocurrir si un termopar no está suficientemente inmerso en el líquido, debido a un ambiente de temperatura de aire más frío en los cables, la conducción térmica puede causar que la unión del termopar esté a una temperatura diferente del líquido mismo. En este ejemplo, un termopar con cables más delgados puede ser útil, ya que causará un gradiente de temperatura más pronunciado a lo largo del cable del termopar en la unión entre el líquido y el aire del ambiente. Si se emplean termopares con cables delgados, se debe prestar atención a la resistencia de la guía. El uso de un termopar con delgados cables conectado a un termopar de extensión mucho más gruesa a menudo ofrece el mejor resultado. 

Externos

Cuando se sueldan dos conductores de materiales diferentes A y B y el extremo soldado se somete a una temperatura diferente a los extremos libres, se produce entre estos últimos una pequeña diferencia de voltaje que es característica del par soldado. Este par soldado se conoce como termopar y el efecto que produce el voltaje se llama efecto Peltier. Estos conductores pueden ser metálicos puros o sus aleaciones, también metaloides e incluso cerámicas especiales. Un termopar es un dispositivo capaz de convertir la energía calorífica en energía eléctrica su funcionamiento se basa en los descubrimientos hechos por Seebeck en 1821 cuando hizo circular corriente eléctrica en un circuito, formado por dos metales


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diferentes cuyas uniones se mantienen a diferentes temperaturas, esta circulación de corriente obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el efecto Peltier que provoca la liberación o absorción de calor en la unión de dos metales diferentes cuando una corriente circula a través de la unión y el efecto Thompson que consiste en la liberación o absorción de calor cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente de temperaturas. Es decir la fuerza electromotriz es proporcional a la temperatura alcanzada por la unión térmica a sí mismo si se resta el calentamiento ohmico, que es proporcional al cuadrado de la corriente, queda un remanente de temperatura que en un sentido de circulación de la corriente es positivo y negativo en el sentido contrario. El efecto depende de los metales que forman la unión. La combinación de los dos efectos Peltier y Thompson, es la causa de la circulación de corriente al cerrar el circuito en el termopar. Esta corriente puede calentar el termopar y afectar la precisión en la medida de la temperatura, por lo que durante la medición debe hacerse mínimo su valor.

Fuente: 

http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-02-07-TC.pdf .



http://proton.ucting.udg.mx/temas/control/memo/termopar.html .

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http://www.inymet.com.mx/web_inymet/ingen http://www.inymet.com. mx/web_inymet/ingenieria_y_metrologia/informacio ieria_y_metrologia/informacion/info/ n/info/ TERMOPARES.PDF .



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

http://www.google.com/search?q=termopares&hl=e http://www.google.co m/search?q=termopares&hl=es&biw=746&bih=362& s&biw=746&bih=362&prmd=iv prmd=iv nsb&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=XhXnT nsb&tbm=isch&tbo=u&sourc e=univ&sa=X&ei=XhXnTYeTB5GFtgfdpv YeTB5GFtgfdpvDnCg&ved DnCg&ved =0CE0QsAQ .


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8) SENSORES PIEZOELECTRICOS Concepto En el efecto Piezo-Eléctrico la energía pasa de eléctrica a mecánica. Fue descubierto en el siglo XIX (cerca 1880), por los hermanos Curie. Su principio está basado en la fuerza o presión aplicada a una sustancia compuesta por cristales polarizados (piezo significa presión en griego). Al ejercer presión sobre el cristal, éste se deforma produciendo una descarga eléctrica. Esto significa que en los micrófonos piezo-eléctricos, la presión acústica se transforma en voltaje. El efecto Piezo-Eléctrico es conmutativo y también funciona en forma opuesta contraria a su dirección original. Esto quiere decir que al aplicar una descarga eléctrica a un cristal polarizado, el cristal se deforma produciendo produciendo un movimiento que genera presión acústica. La estructura de un cristal polarizado.

Principio

Sensibilidad de la TensiónUmbral [V/µ*]

Razón

[µ*]

periodo

Piezoeléctrico 5.0

0.00001

100,000,000

Piezoresistivo 0.0001

0.0001

2,500,000

Inductividad

0.001

0.0005

2,000,000

Capasitividad 0.005

0.0001

750,000

umbral-

Clases de cristales: Dentro de los 32 grupos cristalográficos existen 21 que no tienen un centro de simetría, y de estos, unos 20 exhiben directamente piezoelectricidad (la número 21 es la clase cúbica 432). Diez de estos son polares, es decir, presentan polarización instantánea debido a que contienen un dipolo eléctrico en su celda unidad, y el material exhibe piroelectricidad, de entre estos algunos son además ferroeléctricos cuando este dipolo puede invertirse la dirección del dipolo mediante la aplicación de un campo eléctrico. Las clases cristalográficas son:


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Clases cristalográficas piezoeléctricas : 1, 2, m, 222, mm2, 4, -4, 422, 4mm, -42m, 3, 32, 3m, 6, -6, 622, 6mm, -62m, 23, -43m.



Clases cristalográficas piroeléctricas: 1, 2, m, mm2, 4, 4mm, 3, 3m, 6, 6mm.


Usos y aplicaciones Una

de

las

aplicaciones

más

extendidas

de

este

tipo

de

cristales

son

los encendedores electrónicos. En su interior llevan un cristal piezoeléctrico que es golpeado de forma brusca por el mecanismo de encendido. Este golpe seco provoca una elevada concentración de carga eléctrica, capaz de crear un arco voltaico o chispa que encenderá el mechero. Otra de las importantes aplicaciones de un cristal piezoeléctrico es su utilización como sensor de vibración. Cada una de las variaciones de presión producidas por la vibración provoca un pulso de corriente proporcional a la fuerza ejercida. Se ha convertido de una forma fácil una vibración mecánica en una señal eléctrica lista para amplificar. Basta con conectar un cable eléctrico a cada una de las caras del cristal y enviar esta señal hacia un amplificador. Por ejemplo, en pastillas piezoelétricas de guitarra.


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Otra aplicación muy importante de la piezoelectricidad, pero en este caso al revés, son los inyectores de combustible de los motores de combustión interna. Al aplicarse una diferencia de potencial a un material piezoeléctrico, se consigue abrir el inyector, permitiendo al combustible a muy alta presión entrar en el cilindro. El uso de inyectores piezoeléctricos permite controlar con una enorme precisión los tiempos de inyección y la cantidad de combustible que se introduce en el motor, lo que redunda en mejoras en el consumo, prestaciones y rendimiento de los motores.

Usos: 

Actuadores .



Altavoces de agudos (Tweeters) , , pequeños altavoces.



Cápsula (Pick-up) de tocadiscos.



Encendido electrónico electrónico de calefons y estufas a gas.



Encendedores o mecheros eléctricos.



Filtros SAW.



Hidrófonos (Geofísica).



Líneas de retardo.



Motores piezoeléctricos .



Sensores de vibración en guitarras eléctricas.



Recarga automática de baterías para baterías para móviles y portátiles.



Reguladores Reguladores de presión proporcional neumáticos.



Sensores .



Transductores Transductores ultrasónicos (como los cabezales de los ecógrafos).



Transformador Transformador Piezoeléctrico.

Fuente: 

http://www.dte.upct.es/personal/jsuardiaz/docencia/Sensores/Downloads/Transpare ncias/Tema%205.pdf .



http://todoproductividad.blogspot.com/2008/05/las-ltimas-innovaciones-en-los sensores_19.html .



http://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_piezoel%C3%A9ctrico .



http://www.google.com/search?hl=es&pq=sensore http://www.google.co m/search?hl=es&pq=sensores+piezoelectricos+aplicacio s+piezoelectricos+aplicaciones&x nes&x hr=t&q=piezoelectricos+aplicaciones&cp=0&ba hr=t&q=piezoelectricos+ap licaciones&cp=0&bav=on.2,or.r_gc.r_p v=on.2,or.r_gc.r_pw.&biw=1230&b w.&biw=1230&b ih=509&bs=1&wrapid=tljp1307020318854 ih=509&bs=1&wrapid=t ljp130702031885400&um=1&ie=UTF00&um=1&ie=UTF8&tbm=isch&source=og&sa=N&tab=wi . .


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9) SENSORES PIROELECTRICOS Concepto La piroelectricidad es la capacidad de cambiar la polarización de algunos materiales sometidos a cambios de temperatura generando un potencial eléctrico eléctrico producido por el movimiento de las cargas y negativas a los extremos opuestos de la superficie a través de la migración. Este tipo de fenómenos se observa en materiales dieléctricos que contienen polarizaciones espontáneas producidas por dipolos dipolos orientados. La piroelectricidad está estrechamente estrechamente relacionada con la piezoelectricidad, de tal modo que todos los materiales piroeléctricos son también piezoeléctricos. piezoeléctricos.

como se usan en los robots Por medio de Cámaras, Sistemas de inspección de productos, Sistemas relacionados con visión automática.

Formas físicas de presentación No está n sujetos a una morfología específica.

El sensor incorporado a la camara por sí solo no puede ejecutar funciones


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Usos y aplicaciones Las aplicaciones más comunes de estos sensores piroeléctricos piroeléctricos son: 

Pirómetros (medida de temperatura a distancia en hornos, vidrio o metal fundido)



Los sensores pasivos sensores pasivos de infrarrojos.



Medida de radiación



Detección de llamas



Detección de pérdidas de calor en oficinas, residencias o edificios.



Medidas de potencia generadas por una fuente de radiación.



Analizadores de IR,



Detectores de CO 2 y otros gases que absorben radiación,



Detectores de IR emitidas por el cuerpo humano (para detección de intrusos y de presencia en sistemas de encendido automático de iluminación o calefacción de viviendas, apertura de puertas.



Detección de pulsos láser de láser de alta potencia.



En termómetros de alta resolución (6x10 °C).



Detector de personas o de movimiento.

En los primeros, la polarización no se puede cambiar a base de invertir el sentido del campo eléctrico. Están en este grupo, entre otros, la turmalina, el sulfato de litio, y los sulfuros de cadmio y selenio. Entre los ferroeléctricos están el tantalato de litio, el niobato de estroncio y bario, el titanato-circonato de plomo y el sulfato de triglicina (TGS). Aparte están los polímeros como el polivinilideno (PVF2 o PVDF).Las propiedades piroeléctricas desaparecen también cuando se alcanza la temperatura de Curie. En las cerámicas ferroeléctricas, la polarización se induce durante la fabricación. El material piroeléctrico ideal debería tener simultáneamente alto coeficiente piroeléctrico, bajo calor específico volumétrico y baja permitividad.Parte del interés de los sensores piroeléctricos radica en que la temperatura que alcanzan puede ser el resultado de la absorción de la energía emitida por un cuerpo cuya temperatura superficial, u otras características, características, sean objeto de estudio. Otros sensores como los termopares, termistores, RTD, fotoconductores, etc., se pueden aplicar también a este tipo de medidas. Todo cuerpo a temperatura distinta de 0 K radia energía electromagnética en cantidad dependiente de su temperatura y de sus propiedades físicas. A partir de 500°C, la radiación emitida es visible. Por debajo, incluida la temperatura ambiente, predomina la radiación infrarroja, de modo que sólo se percibe energía calorífica.


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Fuente 

http://piroelectrico.blogspot.com/ .



http://www.investigacion.frc.utn.edu.ar/sensores/Tutorial/TECNO4.pdf . 10) SENSORES OPTOELECTRONICOS

Concepto: Optoelectronica Es la unión entre los l os sistemas ópticos y los sistemas electrónicos. Los componentes optoelectrónicos son aquellos capaces de convertir energía luminosa en eléctrica o viceversa. abarca los sensores optoelectrónicos para la aplicación como exploradores de punto luminoso (energéticos o con supresión del fondo) o como barrera reflectora de luz. La emisora de luz y el receptor se encuentran en el mismo armazón. El diodo emisor emite radiaciones a una longitud de onda de 660 mm tratándose de exploradores de luz rubí o de 880 mm tratándose de exploradores de luz infrarroja. La luz pulsátil es reflejada de forma difusa por el objeto a reconocer y llega nuevamente al receptor. Tratándose de exploradores energéticos se evalúa la energía recibida, por eso la distancia de conmutador alcanzable depende mucho del color / cualidades de reflexión y tamaño / forma del objeto. En cambio, los exploradores de punto luminoso que suprimen el fondo evalúan el ángulo de incidencia de la luz reflejada, de esta forma la distancia de conmutador está casi totalmente libre de las cualidades del objeto. Estos aparatos son aplicables en casos en que se deben reconocer objetos que se encuentran delante de superficies claras o muy reflectoras.



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Aplicaciones: – Finalidades de regulación – Finalidades de captación – Posicionamiento de objeto – Exploracione Exploracioness de nivel de llenado

Fuente: 

http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/automatas/PRESENTA http://galia.fc.uaslp.mx/~c antocar/automatas/PRESENTACIONES_PLC_PDF_ CIONES_PLC_PDF_S/2 S/2 6_SENSORES_OPTO_ELECTR_NIC.PDF.



http://www.balluff.com/NR/rdonlyres/31CE38AA-8772-4337-9C6F 4A6E99B2E7F1/0/870041_21_ 4A6E99B2E7F1 /0/870041_21_0811_ES.pdf 0811_ES.pdf .



http://www.profesormolina.com.ar/tecnologia/sens_transduct/tipos.htm .



http://www.rechner.de/pdf/es/KAT-Opto-es.pdf . 11) BIOSENSORES 11) BIOSENSORES

Concepto Un biosensor se puede definir como un dispositivo compuesto por dos elementos fundamentales: un receptor

biológico (por ejemplo proteínas, ADN, células,.....) preparado

para detectar específicamente una sustancia aprovechando la exquisita especificidad de las interacciones biomoleculares y un transductor o sensor, capaz de interpretar la reacción de reconocimiento reconocimie nto biológico que produce el receptor y "traducirla" en una señal cuantificable.

Características de los biosensores Además de la sensibilidad y selectividad, una de las características fundamentales que hace tan atractivos a la mayoría de los biosensores es la posibilidad de realizar el

análisis de la sustancia a determinar en

tiempo real y de forma directa (sin necesidad de marcador) a diferencia de cualquier análisis biológico o clínico que requiere siempre un marcador (ya sea colorimétrico, fluorescente o radioactivo). Estas dos características le confieren a los biosensores la posibilidad de realizar no sólo un análisis cualitativo (si/no) y cuantitativo, sino también la posibilidad de evaluar la

cinética de la

interacción (constante de afinidad, asociación, disociación,...) y, por tanto, elucidar los mecanismos fundamentales de dicha interacción.


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Usos y aplicaciones, en las diferentes aéreas de la ingeniería. Además, las técnicas de análisis de laboratorio más habituales, ya sea de sustancias químicas o biológicas, suelen ser laboriosas, consumen mucho tiempo y en la mayoría de la ocasiones requieren personal especializado para su manejo . Frente a ellas los biosensores ofrecen la posibilidad de obtener

medidas directas , continuas, de forma rápida y con alta sensibilidad.

Muchos biosensores ofrecen también las ventajas del pequeño tamaño y la portabilidad , por lo que se podrían utilizar en cualquier lugar, como el hogar o la consulta del médico. Esto además significa que la cantidad de muestra para hacer el análisis es relativamente baja (de micro a nanolitros), lo que es muy importante si se trata de análisis de sangre o de ADN o si la muestra es cara o difícil de conseguir.

Receptores y transductores aplicaciones. Son muchos los dispositivos biosensores que se han desarrollados y muy variados los mecanismos físico-químicos de transducción que se han empleado para traducir la interacción biológica en una señal cuantificable y útil para el usuario. La clasificación de los biosensores viene impuesta tanto por la naturaleza de la biocapa receptora elegida como por el tipo del transductor empleado. Como emplear enzimas, anticuerpos, receptores receptores

elementos biológicos receptores se pueden proteicos, secuencias secuencias

de

oligonucleótidos, fragmentos subcelulares como mitocondrias, secciones de tejidos animales y vegetales, células completas, etc. y como transductor dispositivos ópticos, electroquímicos, electroquímicos, y mecano-acústicos, mecano-acústicos, principalmente. La combinación de la diversas capas receptoras con los diferentes transductores transductores puede dar lugar l ugar a una gran variedad de dispositivos biosensores. Las áreas de aplicación de los proyectos de I+D desarrollados por BIOSENSORES SL son: 



Medio ambiente, Seguridad ciudadana,



Agroalimentación,



Biomedicina (marcadores de enfermedades tumorales, degenerativas, autoinmunes, etc.)


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En el campo medio ambiental, para el que se han conseguido desarrollar productos para el análisis de parámetros de la calidad del agua de forma automática, on-line y a bajo coste, se ha creado

Wáter On-Line Análisis Europe ( WOLA ) para la explotación de esta tecnología

a nivel europeo.

Fuente: 

http://www.biosensores.com/empresa.php.. http://www.biosensores.com/empresa.php



http://www.madrimasd.org/informacionidi/bibliote http://www.madrimasd.o rg/informacionidi/biblioteca/publicacion/do ca/publicacion/doc/vt/vt1_aplicacio c/vt/vt1_aplicacio nes_de_biosensores_ nes_de_b iosensores_en_la_industria_agr en_la_industria_agroalimentaria.pdf oalimentaria.pdf .



http://es.wikipedia.org/wiki/Biosensor .

12) SENSORES (SFO) Concepto Característica de la expresión en imagen de las rocas sedimentarias; Estudio comparativo entre fotos aéreas e imágenes satelitarias de: areniscas, conglomerados, calizas, margas, yeso. Secuencia estatigráfica y estructuras. Red de drenaje, morfología, bandeamiento, rasgos de erosión. Tonos-color. Vegetación asociada. Ambiente sedimentario, influencia del clima Característica de la expresión expresión en imagen de las rocas ígneas ígneas volcánicas; Estudio comparativo entre fotos aéreas e imágenes satelitarias de: rocas volcánicas ácidas y básicas. Expresión morfológica, tono-color, rasgos de erosión, drenaje. Vegetación asociada. Ambiente volcánico, influencia del clima. Característica de la expresión en imagen de las rocas ígneas plutónicas; Estudio comparativo entre fotos aéreas e imágenes satelitarias. Cuerpos intrusivos ácidos y básicos. Expresión morfológica, tono-color, rasgos de erosión, drenaje. Vegetación asociada e influencia del clima. Otro tipo de rocas: piroclásticas, características características expresadas en la imagen.


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Bibliografía general. http://www.metas.com.mx/guiametas/La-Guia-MetAs-06-07-seleccion-termometros.pdf http://www.mitecnologico.com/iem/Main/CriteriosParaLaSe http://www.mitecnologico .com/iem/Main/CriteriosParaLaSeleccionDeUnSenso leccionDeUnSensorr http://www.mitecnologico.com/Main/CriteriosSeleccionSensor http://www.google.com/search?um=1&hl=es&biw=1 http://www.google.com /search?um=1&hl=es&biw=1345&bih=529&q=co 345&bih=529&q=como%20seducir%2 mo%20seducir%2 0una%20chica&ie=UTF8&sa=N&tab=iw#hl=es&pq=como%20seduc 8&sa=N&tab=iw#hl=es&pq= como%20seducir%20una%20chic ir%20una%20chica&xhr=t&q=sensores+sfo& a&xhr=t&q=sensores+sfo& cp=12&pf=p&sclient=psy&biw=1345&bih=529& cp=12&pf=p&sclient=psy &biw=1345&bih=529&source=hp&aq=f&aqi=&a source=hp&aq=f&aqi=&aql=&oq=sensor ql=&oq=sensor es+sfo&pbx=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.&fp= es+sfo&pbx=1&bav =on.2,or.r_gc.r_pw.&fp=80f3789adbb0 80f3789adbb093d1 93d1


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TRABAJO_Nro2 Richard Amiel

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