Sensores de Temperatura

Sensor de temperatura

Los sensores de temperatura son dispositivos que transforman los cambios de temperatura en cambios en señales eléctricas que son procesados por equipo electrico o electrónico.
Hay tres tipos de sensores de temperatura, los termistores, los RTD y los termopares.
El sensor de temperatura, típicamente suele estar formado por el elemento sensor, de cualquiera de los tipos anteriores, la vaina que lo envuelve y que está rellena de un material muy conductor de la temperatura, para que los cambios se transmitan rápidamente al elemento sensor y del cable al que se conectarán el equipo electrónico.

Termistor

El termistor está basado en que el comportamiento de la resistencia de los semiconductores es variable en función de la temperatura.
Existen los termistores tipo NTC y los termistores tipo PTC. En los primeros, al aumentar la temperatura, disminuye la resistencia. En los PTC, al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia.
El principal problema de los termistores es que no son lineales según la temperatura por lo que es necesario aplicar fórmulas complejas para determinar la temperatura según la corriente que circula y son complicados de calibrar.
Más sobre el termistor

RTD (  resistance temperature detector )

Un RTD es un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor con la temperatura.
Los metales empleados normalmente como RTD son platino, cobre, niquel y molibdeno.
De entre los anteriores, los sensores de platino son los más comunes por tener mejor linealidad, más rapidez y mayor margen de temperatura.

Termopar

El termopar, también llamado termocupla y que recibe este nombre por estar formado por dos metales, es un instrumento de medida cuyo principio de funcionamiento es el efecto termoceléctrico.
Un material termoeléctrico permite transformar directamente el calor en electricidad, o bien generar frío cuando se le aplica una corriente eléctrica.
El termopar genera una tensión que está en función de la temperatura que se está aplicando al sensor. Midiendo con un voltímetro la tensión generada, conoceremos la temperatura.
Los termopares tienen un amplio rango de medida, son económicos y están muy extendidos en la industria. El principal inconveniente estriba en su precisión, que es pequeña en comparación con sensores de temperatura RTD o termistores.

Ventajas de Sensores de Corriente

Detectores de humo

Un detector de humo es una alarma que detecta la presencia de humo en el aire y emite una señal acústica avisando del peligro de incendio. Atendiendo al método de detección que usan pueden ser de varios tipos:

• Detectores iónicos: utilizados para la detección de gases y humos de combustión que no son visibles a simple vista.
• Detectores ópticos: detectan los humos visibles mediante la absorción o difusión de la luz.

Cuando el aparato se encuentra conectado con una central que activa las alarmas visuales o sonoras se denomina «detector de humo». En cambio, un aparato individual que recibe su energía a través de baterías y que actúa de forma independiente de una central se denomina «alarma de humo».

En 1902 George Andrew Darby, ingeniero electricista de Birmingham, Inglaterra, patentó el «indicador eléctrico de calor y la alarma de incendios». El aparato indicaba cualquier cambio de temperatura en el lugar en donde estaba colocado. Funcionaba mediante un circuito eléctrico que se cerraba si la temperatura superaba un límite, haciendo sonar una alarma. Básicamente es el principio de funcionamiento de los termostatos. Mediante mejoras sucesivas del diseño se llegó a los actuales detectores de humo.

En la actualidad, es posible encontrar detectores de humo que incluyen un detector de monóxido de carbono (CO)

Sensores de Humo

Los detectores de humo o de incendios pueden ser analógicos (indican nivel de la sustancia o magnitud medida, por ejemplo, concentración de un elemento generado durante el incendio) o digitales (detectan presencia o variación de humo, pero sin poder cuantificar el nivel). Si se atiende al uso en edificios, existen 3 tipos de detectores de humo o de incendios:

1. Detectores convencionales. Detectan humo, fuego, calor o cualquier combinación de estos. Se instalan, habitualmente, en lazo e indican si hay una alarma en las diferentes zonas de detección.
2. Detectores convencionales direccionables. Estos sistemas son capaces de detectar, también, la existencia de calor, humo o fuego (o combinación de los mismos) pero indican si existe alarma por cada elemento de detección, no por cada zona. Por tanto, son unos sistemas más precisos que permiten una mejor acción de los servicios de intervención.
3. Detectores inteligentes. En este caso, los elementos se conectan en lazo, pero son capaces de cuantificar la presencia de humo, niveles de temperatura, fuego o combinaciones de estos elementos y reaccionar de acuerdo a un protocolo programado previamente.

En edificios, puede considerarse un sistema de detección de incendios aquel que detecta la existencia de un incendio y, además, activa las señales de alarma necesarias para tomar las medidas adecuadas. La normativa específica los asimila al concepto de “sistema automático de detección de incendios”, denominados detectores, frente a otros sistemas manuales, como los pulsadores de emergencia.

TIPOS DE DETECTORES DE HUMOS Y DE INCENDIOS

Los detectores más utilizados son de cuatro tipos y se basan en diferentes principios físicos y de funcionamiento:

1. Detectores de humos iónicos. Funcionan por un principio de ionización del aire en caso de que entre humo en la cámara de detección; los elementos detectados pueden ser invisibles a simple vista. Se instalan generalmente en la industria química, ya que son más sensibles a fuegos de crecimiento rápido o de humo no visible. Es importante mencionar que no funcionan si el aire tiene una velocidad superior a unos 0,5 m/s.
2. Detectores ópticos. El humo que entra en el equipo hace que se interrumpa la transmisión de un rayo de luz que hay en su interior, lo cual genera una alarma. Son sistemas para detección puntual y existen dos tipos; , los detectores ópticos analógicos y los digitales. Estos detectores se colocan en los conductos de extracción de aire (ventilación) del local para que detecten la presencia de humo en grandes estancias o en el edificio en general. Se utilizan, habitualmente, en viviendas, centros comerciales, supermercados, cárceles o bodegas, entre otros.
3. Detector térmico. Realmente no es un detector de humo como tal, sino de incendio, ya que funciona por la fusión de un elemento cuando se alcanza una temperatura elevada. Son de detección tardía (normalmente, se activan alrededor de los 68 ºC) y solo pueden instalarse en locales de hasta 7 metros de altura. Generalmente, se usan cuando no puede emplearse un sistema convencional de detección de humos; por ejemplo, en cocinas o garajes.
4. Detector de radiación. Tampoco es un detector de humo, sino un detector de incendio. Detecta, mediante diferentes elementos electrónicos, la presencia de radiación generada por la presencia de un incendio. Se instalan sólo en recintos abiertos o lugares con techos muy elevados, y producen una alarma tardía.

En función del tipo de detector deberá establecerse un plan de mantenimiento, u otro, ya que algunos son más sensibles a la suciedad y pueden llevar a falsas alarmas.

En los aparcamientos cerrados estos sistemas son cruciales, ya que la normativa indica que deben contar con un sistema de control de humo y calor. Este, a su vez, integrará el sistema de ventilación de funcionamiento en condiciones normales. Los detectores de humo, así como los detectores de CO o NO2 , junto con el resto de elementos del sistema de control, permiten el accionamiento del sistema de ventilación según sea necesario.

En este ámbito, la solución tecnológica más avanzada que existe en la actualidad es el sistema que emplea ventiladores de impulso (o jet fans), fabricados para permitir un adecuado funcionamiento en caso de incendio. Modelos axiales o centrífugos se colocan de forma estratégica a lo largo de la superficie útil del aparcamiento. Distribuyen el aire fresco desde los puntos de aporte hasta los de extracción y arrastran consigo la polución o humo que pueda generarse. Asimismo, dicho sistema puede representar un ahorro en costes de construcción, instalación y mantenimiento, dada la baja sección vertical de los ventiladores de impulso.

Sensores de Distancia por Cinta

Los sensores de distancia por cinta, son transductores que permiten medir distancias basados en el principio de funcionamiento del cable, pero con una cinta de acero inoxidable como elemento de medida. Esto aporta, principalmente, robustez al sensor, pero a su vez ventajas como la redirección de la cinta por poleas y ejes de engranajes.

 

Son sensores muy sencillos de montar, debido a que no requieren de instalación o ajustes especiales. Se ancla mecánicamente el cuerpo del sensor y el extremo de la cinta se fija al punto móvil de la máquina o dispositivo sobre el que se desea realizar la medida, a partir de ahí, con ese movimiento de extracción de la cinta, la señal de salida comienza a variar según lo haga el elemento mecánico.

 

A continuación se muestran diferentes modelos, que permiten cubrir la mayoría de aplicaciones, gracias a sus diferentes tipos de salida analógica en corriente y voltaje, así como protocolos industriales digitales SSI o CAN, que se combinan con diferentes grados de protección IP6x y materiales de fabricación.

Sensores de Distancia por Cable

Los sensores de desplazamiento por hilo de la serie WS del fabricante alemán ASM, también conocidos como sensores de sirga o encoder de sirga, compone una gama muy versátil para la medida de distancia con una gran facilidad.     El sistema de montaje es sencillo, basta con fijar el sensor de distancia a la superficie de medida y anclar el extremo del cable a la superficie móvil. Este movimiento provoca que el cable de medida se extraiga y genere un cambio en la señal de salida, proporcional a la distancia recorrida por el cable. Los rangos de medida parten de 50mm y pueden llegar a los 60000mm, con diferentes tipos de salida, analógica y digital.   En cuanto a los formatos, los sensores de distancia por cable tienen formatos de todo tipo, en función del rango de medida, el sensor será más o menos grande, puesto que tendrá que enrollar más o menos cable. Cuentan con protección hasta IP67. A continuación puede encontrar algunas de las series más habituales de este fabricante. Muchos de estos sensores los tenemos en stock, por lo que el plazo de entrega es inmediato.

Sensores de Aplicación

¿Para qué sirven? 

1. DETECTAR (TODO O NADA)

• Presencia        
• Posición
• Material
• Color
• Marcas
• Movimiento
• Presión

2.- MEDIR (ANALÓGICO)

• Presión
• Posición                                   
• Distancia

Control de posición de mecanismos

Control de apertura y cierre de puertas automáticas

 Sistema para detección de objetos

 Control de flujo de objetos

Sistema para detectar presencia, movimiento, posición o conteo de objetos

APLICACIÓN DE LOS SENSORES PIEZOELÉCTRICOS

Los materiales piezoeléctricos, tanto sensores como actuadores son utilizados en muchas áreas de la ciencia (medicina, ingeniería eléctrica, ingeniería mecánica, ingeniería aeroespacial, bioelectrónica, ingeniería de materiales, geología, ingeniería espacial, física.).

• Aeroespacio: Sistemas de expulsión, pruebas, experimentos,

• Balística: Combustión, explosión, detonación y sonidos en distribución de presión.

• Biomecánica: mecanismos ortopédicos, neurología, cardiología rehabilitación, monitoreo de sistemas vitales

• Ingeniería: Sistemas de control, sistemas de combustión, modelamiento de sistemas, sismografía.

APLICACIÓN DE LOS SENSORES INFRARROJOS

• Domésticas

Para aplicaciones domésticas, los sensores infrarrojos se utilizan en electrodomésticos de línea blanca tales como hornos microondas, por ejemplo, para permitir la medición de la distribución de la temperatura en el interior. Estos dispositivos se usan también en el control climático de la casa para detectar oscilaciones de la temperatura en un local. Este planteamiento permite que el sistema de climatización reaccione antes que la temperatura del local varíe. Los sensores infrarrojos también se pueden utilizar como sensores de gas.

• Ciencias médicas y biológicas

 

Una tendencia en el diagnóstico médico es desarrollar nuevos métodos de diagnóstico no invasores. Los sensores infrarrojos ofrecen una solución para ciertos procedimientos de reconocimiento, por ejemplo, los de mama y de músculos.

Otra aplicación médica para los sensores infrarrojos es la medición instantánea de la temperatura del cuerpo, es decir, como un termómetro remoto.

• Seguridad Aérea y Territorial

 

Los sensores infrarrojos están siendo utilizada por las fuerzas armadas. Los sistemas infrarrojos de monitorización del campo, tanto fijos como portátiles, sustituyen cada vez más a los sistemas refrigerados por su reducido consumo de energía.

• Automovilismo

 

En la industria automovilística, los sensores infrarrojos se usan en el campo de la seguridad y el confort en la conducción. Monitorización del tráfico y carreteras, sistemas antiniebla, de los neumáticos y frenos, mejoras de la visión del conductor y detección de los ocupantes sentados para la activación de airbags inteligentes son algunas de las aplicaciones anteriores, por su banda el control de la temperatura de la cabina y la monitorización de la calidad del aire constituyen las más recientes.

• Periféricos de TI y Productos de Consumo

Una de las aplicaciones futuras es la integración de un termostato para las mediciones de la temperatura de los cuerpos y objetos integrados en los teléfonos móviles.

APLICACIONES DE LOS SENSORES QUÍMICOS

Sensores para la monitorización de oxígeno por fibra óptica instalados en una estación depuradora de aguas residuales, en un compostador piloto y en un fermentador de laboratorio. 

Sensores ópticos para la monitorización de oxígeno, temperatura, dióxido de carbono, pH, hierro, sulfuro, alcoholes, humedad relativa, DBO, detergentes, glucosa y colesterol (varios de ellos ya patentados). Asimismo, hemos ensayado ya la aplicación de algunos de ellos a la tecnología de alimentos, el control de procesos industriales y, más recientemente, al análisis y seguimiento de especies químicas de interés medioambiental. 


SENSORES ULTRASÓNICOS
Los sensores ultrasónicos se utilizan para averiguar las distancias a que se encuentran posibles obstáculos y para vigilar un espacio; están integrados en los parachoques de vehículos p. ej. para facilitar entrada y salida de aparcamientos y las maniobras de estacionamiento. El gran ángulo de abertura que se obtiene con el empleo de varios sensores (cuatro en la parte trasera y de cuatro a seis en la parte delantera) permite determinar con ayuda de la "triangulación" la distancia y el ángulo en relación con un obstáculo. El alcance de detección de un sistema de tal clase cubre una distancia de aprox. 0,25 a 1,5 m.

SENSORES LÁSER

SENSOR LASER VISIBLE ACTIVO PARA DETECCION DE PRESENCIA  Y DETERMINACIÓN DE LAS DIMENSIONES Y DE LA VELOCIDAD DE LOS VEHÍCULOS EN CIRCULACIÓN.

Tipos de Sensores de Aceleración

Sensores de Aceleración

Los acelerómetros o sensores de aceleración,  están pensados para realizar una medida de aceleración o vibración, proporcionando una señal eléctrica según la variación física, en este caso la variación física es la aceleración o la vibración. A continuación puede ver diferentes modelos combinando las diferentes tecnologías existentes, principalmente acelerómetros piezoresistivos, acelerómetros piezoeléctricos y acelerómetros capacitivos. Los rangos de medida son diversos, desde 1 g, hasta los miles de g´s. Respecto al rango de frecuencia disponible, hay acelerómetros que parten de 0 Hz, para medida de bajas frecuencias, acelerómetros que llegan hasta los miles de Hz para altas frecuencias de vibración, otros modelos de muy alta sensibilidad con bajo rango de frecuencia, etc. Lo mismo ocurre con los formatos, existen variados formatos según la aplicación de los acelerómetros, en aluminio, titanio, acero inoxidable, etc. con montaje de tornillos, magnético, pegado, etc. A continuación puede consultar un amplio catálogo de acelerómetros. SENSING cuenta con todas las tecnologías y formatos disponibles en mercado, por lo que estamos seguros de que le podemos suministrar el acelerómetro más adecuado. Muchos de estos acelerómetros los tenemos en stock, por lo que el plazo de entrega puede ser inmediato.

Categorías Acelerómetros piezoresistivos Acelerómetros piezoeléctricos Acelerómetros capacitivos

desventajas de los Sensores de Vibración

Ventajas de los Sensores de Vibración

Tipos de Sensores de Vibración

Sensores de Vibración

Clasificación de los Sensores de Gas o Humo

Sensores de Gas o Humo

Desventajas de los Sensores de Corriente

Ventajas de los Sensores de Corriente

Tipos de Sensores de Corriente

Sensores de Corriente

Aplicaciones de los Sensores Térmicos

Tipos de Sensores Térmicos

Sensores Térmicos

Clasificación de los Sensores de Distancia

Tipos de Sensores de Distancia

Sensores de Distancia

aplicaciones de los Sensores inflarrojos

Tipos de Sensores inflarrojos

Sensores inflarrojos

Dispositivos de Salidas de la Robótica

Son los elementos que queremos controlar. Los más habituales en nuestros proyectos son: motores, bombillas, diodos, timbres, zumbadores, relés, electroválvulas, vávulas, cilindros neumáticos, etc.

Dispositivos de Entradas de la Robótica

Dentro de este grupo de elementos se encuentran todos los sensores con los que el robot capta las distintas variables a controlar. Estas variables pueden ser de temperatura, movimiento, proximidad, iluminación, posición, presión, velocidad, etc. En la siguiente tabla podemos ver algunos ejemplos de estos sensores:

Temperatura	NTC PTC Termorresistencia Termopar Bimetal
Posición	Final de carrera Relé reed
Proximidad     y      movimiento	Transductores Inductivos Capacitivos Resistivos Ultrasonidos
Velocidad	Tacómetros
Presión	Manómetros Galgas extensiométricas
Iluminación	LDR Fotodiodos Fototransistores

Dispositivos de la Robótica

Un sistema automático en general y un robot en particular es un conjunto de dispositivos que puede interactuar con el entorno de acuerdo con un "plan" o programa preestablecido. Dependiendo de la función que realicen estos dispositivos los podemos clasificar en:

• Dispositivos de entrada
• Dispositivos de control
• Dispositivos de salida

Historia de la Robótica

La robótica va unida a la construcción de "artefactos" que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que al mismo tiempo lo descargasen de trabajos tediosos. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios), acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas.

Karel Čapek, un escritor checo, acuñó en 1923 el término "robot" en su obra dramática Rossum's Universal Robots / R.U.R., a partir de la palabra checa robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las tres leyes de la robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder o, simplemente, aliviando de las labores caseras.

Fecha	Importancia	Nombre del robot	Inventor
Siglo III a. C.y antes	Una de las primeras descripciones de autómatas aparece en el texto de Lie Zi, en un encuentro mucho más temprano entre el Rey Mu de Zhou (1023-957 a.C.) y un ingeniero mecánico conocido como Yan Shi, un «artífice». Este último presuntamente presentaba al rey una figura de tamaño natural y humana de su obra mecánica.		Yan Shi
Siglo I a. C.y antes	Descripciones de más de 100 máquinas y autómatas, incluyendo un artefacto con fuego, un órgano de viento, una máquina operada mediante una moneda, una máquina de vapor, en Pneumática y Autómata de Herón de Alejandría.	Autómata	Ctesibio de Alejandría, Filón de Bizancio, Herón de Alexandria, y otros
420 a. C.	Un pájaro de madera a vapor que fue capaz de volar.		Arquitas de Tarento
1206	Primeros autómatas humanoides creados, banda de autómata programable.	Banda de robots, autómata de lavado de manos, pavos reales automáticos	Al-Jazari
c. 1495	Diseño de un robot humanoide.	Caballero mecánico	Leonardo da Vinci
1738	Pato mecánico capaz de comer, agitar sus alas y excretar.	Digesting Duck	Jacques de Vaucanson
1800s	Juguetes mecánicos japoneses que sirven té, disparan flechas y pintan.	Juguetes Karakuri	Hisashige Tanaka
1921	Aparece el primer autómata de ficción llamado "robot", aparece en R.U.R.	Rossum's Universal Robots	Karel Čapek
1930s	Se exhibe un robot humanoide en la Exposición Universal entre los años 1939 y 1940.	Elektro	Westinghouse Electric Corporation
1942	La revista Astounding Science Fiction pública "Círculo Vicioso" (Runaround en inglés). Una historia de ciencia ficción donde se da a conocer las tres leyes de la robótica.	SPD-13 (apodado "Speedy")	Isaac Asimov
1948	Exhibición de un robot con comportamiento biológico simple.5​	Elsie y Elmer	William Grey Walter
1956	Primer robot comercial, de la compañía Unimation fundada por George Devol y Joseph Engelberger, basada en una patente de Devol.6​	Unimate	George Devol
1961	Se instala el primer robot industrial.	Unimate	George Devol
1963	Primer robot "palletizing."7​
1971	El primer robot soviético que aterriza exitosamente en la superficie de Marte pero se perdió el contacto pocos segundos después.	Mars 3, dentro del programa Mars	Unión Soviética
1973	Primer robot con seis ejes electromecánicos.	Famulus	KUKA Robot Group
1975	Brazo manipulador programable universal, un producto de Unimation.	PUMA	Victor Scheinman
1976	Primer robot estadounidense en Marte.	Viking I	NASA
1982	El robot completo (The Complete Robot en inglés). Una colección de cuentos de ciencia ficción de Isaac Asimov, escritos entre 1940 y 1976, previamente publicados en el libro Yo, robot y en otras antologías, volviendo a explicar las tres leyes de la robótica con más ahínco y complejidad moral. Incluso llega a plantear la muerte de un ser humano por la mano de un robot con las tres leyes programadas, por lo que decide incluir una cuarta ley "la ley 0 (cero)."	Robbie, SPD-13 (Speedy), QT1 (Cutie), DV-5 (Dave), RB-34 (Herbie), NS-2 (Néstor), NDR (Andrew), Daneel Olivaw	Isaac Asimov
2000	Robot humanoide capaz de desplazarse de forma bípeda e interactuar con las personas.	ASIMO	Honda Motor Co. Ltd
2015	Robot humanoide capaz de reconocer y recordar caras, de conversar y de simular expresiones.	Sophia	Hanson Robotics Co. Ltd

Qué es la Robótica

El sistema de mano robótica Shadow

La robótica es la rama de la Ingeniería mecatrónica, de la Ingeniería eléctrica, de la Ingeniería electrónica, de la Ingeniería mecánica, de la Ingeniería biomédica y de las ciencias de la computación que se ocupa del diseño, construcción, operación, disposición estructural, manufactura y aplicación de los robots.

La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial, la ingeniería de control y la física.​ Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables, la animatrónica y las máquinas de estados.

El término robot se popularizó con el éxito de la obra R.U.R. (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Čapek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra la palabra checa robota, que significa trabajos forzados o trabajador, fue traducida al inglés como robot.