Integrantes : Melanie Martínez Juan Martínez Carlos Feijo John Arellano Materia :Tecnología para la medición Grupo:1 Año:2023-2024 Sensores Piezoresistivos El efecto piezoresistivo, es decir, el cambio en la resistividad eléctrica de un semiconductor o un metal cuando se somete a una deformación mecánica, se puede emplear en sensores de presión. En este caso, se fabricó un sensor de presión para fluidos con alta sensibilidad, basado en una membrana flexible que soportaba unas galgas conectadas formando un circuito de puente de Wheatstone para maximizar la salida del sensor y disminuir la sensibilidad a errores.Piezoresistivo es muy utilizado para realizar mediciones de fuerza y deformación. Dis- tintos tipos de sensores usan este principio para lograr la transducción de fuerza o deformación a una señal eléctrica. Los sensores basados en el principio piezoresistivo más populares son la galgas extensométricas; sin embargo, existen otros dispositivos que utilizan este mismo principio, pero con elementos diferentes a las galgas. Algunos ejemplos de dichos dispositivos pueden ser los elastóme- ros conductores o las fibras de carbono Galgas extensométricas Las galgas extensométricas son, tal vez, el instrumento más utilizado para la medición de esfuerzos y deformaciones. Las galgas se basan en el principio piezoresistivo descubierto por lord Kelvin en 1856, el cual establece que la resistencia eléctrica de un metal o semiconductor varía cuando este es deformado por la aplicación de una fuerza externa o gradiente de temperatura. Pero no fue sino hasta la década de 1930 que el principio piezoresistivo fue empleado para la medición experimental de esfuerzos y deformaciones por Simmons y Ruge. Para entender la base del funcionamiento de las galgas piezoresistivas considérese un alambre delgado con sección transversal A, dada en 1?, y longitud inicial L, dada en m, mientras que la resis- tencia eléctrica asociada a dicho alambre está dada por: R= pl A (7.1) donde: p: resistividad [Qm] Dada la ecuación anterior, un cambio en la resistencia de la galga puede deberse a un cambio de longitud, sección transversal o resistividad, donde los cambios de longitud y resistividad son directa= mente proporcionales al cambio en la resistencia, mientras un cambio en el área sería inversamente proporcional. Ejemplo La industria del automóvil los emplea como sensores de vacío y de presión o para dar indicación de los niveles de aceite y gas. También se utilizan en elcampo médico en dispositivos tales como equipos de medición de la presión arterial. Medidores de profundidad utilizados por los buzos de aguas profundas también emplean latecnología de sensor piezoresistivo para producir lecturas de profundidad precisas. Sensores termorresistivos Para conseguir una mayor estabilidad en este tipo de sensor, se requieren unos niveles de calidad en la fabricación suficientemente altos donde los índices de contaminación y pureza del platino sea la correcta. Se deben seleccionar meticulosamente los materiales de construcción del sensor, como el encapsulado o soporte de fijación para evitar la posible contaminación del hilo de platino y evitar tensiones mecánicas que pueden provocar su rotura. El coeficiente a define la pureza del platino. Para termorresistencias industriales, habitualmente se utiliza hilo de platino con un menor coeficiente de pureza , que en los termómetros de laboratorio, debido a que es necesario un elemento más robusto físicamente y más permisivo con el ambiente que lo rodea en lo referente a contaminación. Durante el último siglo, los diversos métodos de construcción han establecido el desarrollo actual de los sensores termorresistivos. Las primeras ejecuciones de Callendar estaban compuestas de una estructura de mica sobre la cual se arrollaba el hilo de platino (aparecen problemas derivados de la deshidratación, condensación y fragilidad de la mica). Otra forma de construcción, como el arrollamiento sobre elementos de porcelana con hilo de platino de forma helicoidal, provoca tiempos de respuestas largos y sensores poco ligeros. Para las actuales termorresistencias estándar de laboratorio, el hilo de platino suele ser de 0.07mm bobinado de forma helicoidal sobre un sustrato encapsulado en un tubo protector de pequeñas dimensiones con paredes muy finas de vidrio, sílice o alúmina. Suele tener forma de U o ser dos tubos individuales entrelazados, con hilos de platino en su interior soldados en el extremo inferior mediante un hilo más grueso, sellado al vidrio y a los hilos Ejemplos Elaboración de alimentos Climatización para control ambiental Dispositivos médicos SENSORES CAPACITIVOS Los sensores capacitivos son un tipo de sensor eléctrico que reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad 1. Ejemplos de sensores capacitivos: Detección de nivel: Estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de control de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos. Sensor de humedad: Son otro tipo de sensor capacitivo. Detección de posición: Los sensores capacitivos también se utilizan para detectar la posición. SENSORES INDUCTIVOS Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirve para detectar materiales ferrosos. Estos sensores contienen un devanado interno y cuando una corriente circula por el mismo, un campo magnético es generado. Cuando un metal es acercado al campo magnético generado por el sensor de proximidad, este es detectado. Ejemplos de sensores inductivos: Sensores inductivos Washdown: Aseguran una producción ininterrumpida y se encuentran en industrias alimentarias, bebidas, farmacéutica y papelería, teniendo una operación continua y fiable . Sensores inductivos Full Inox: Su cuerpo está revestido por una carcasa de acero, dándole resistencia a cambios ambientales. Son altamente resistentes a productos químicos y corrosivos, utilizados normalmente para limpieza . Sensores NPN: Son Sensores Inductivos que incorporan en su interior el oscilador, el circuito evaluador y el amplificador de salida transistorizado (Transistor NPN). La conexión se realiza con tres hilos (colores estándar: Marrón, Azul y Negro). La tensión de alimentación es de 10 a 30 Vcc SENSORES TERMOELECTRICOS Los sensores termoeléctricos son aquellos que generan una señal eléctrica a partir de la magnitud que miden sin necesidad de una alimentación. Los termopares, termistores y sensores de temperatura de unión PN son sensores piroeléctricos típicos. El principio de funcionamiento básico de un termopar es el efecto termoeléctrico. Cuando la temperatura del extremo caliente y el extremo frío son diferentes, se genera una fuerza termoelectromotriz. Ejemplos de sensores termoeléctricos: Termopares: El principio de funcionamiento básico de un termopar es el efecto termoeléctrico. Cuando la temperatura del extremo caliente y el extremo frío son diferentes, se genera una fuerza termoelectromotriz . Termistores: Son otro tipo de sensor termoeléctrico que se puede utilizar para medir la temperatura . Sensores de temperatura de unión PN: Son otro tipo de sensor piroeléctrico típico. SENSOR PIEZOELÉCTRICO Un sensor piezoeléctrico es un dispositivo que utiliza el efecto piezoeléctrico para medir presión, aceleración, tensión o fuerza; transformando las lecturas en señales eléctricas. Los sensores piezoeléctricos se consideran herramientas versátiles para la medición de distintos procesos y tienen aplicaciones en campos como la medicina, la industria aeroespacial y la instrumentación nuclear, así como en pantallas táctiles de teléfonos móviles. Ejemplos de sensores piezoeléctricos: Sensor de presión: Este tipo de sensor está encargado de medir la presión de gases o líquidos y se clasifica dentro de dos tipos diferentes: de alta y baja impedancia . Sensor de fuerza: Este tipo de sensor es adecuado para medir la presión dinámica y fuerzas de tracción 1. Acelerómetro: Un ejemplo de un sensor piezoeléctrico es un acelerómetro SENSORES PIROELECTRICOS Un sensor piroeléctrico está hecho de un material cristalino que genera una pequeña carga eléctrica cuando es expuesto al calor en forma de radiación infrarroja. Cuando la cantidad de radiación es notable, el cristal cambia y la cantidad de carga también cambia y puede entonces ser medida con un sensible dispositivo FET construido dentro del sensor². ¿Hay algo más en particular que quisieras saber sobre los sensores piroeléctricos? Ejemplos de sensores piroeléctricos: Pirómetros: Se utilizan para medir la temperatura a distancia en hornos, vidrio o metal fundidos. Sensores pasivos de infrarrojos: Son otro tipo de sensor piroeléctrico. Medición de radiación: Los sensores piroeléctricos también se utilizan para medir la radiación. POTENCIOMETROS RESISTIVOS Un potenciómetro es un resistor variable de tres terminales cuyo voltaje es ajustable manualmente con la ayuda de un contacto móvil, con el fin de controlar el flujo de corriente eléctrica a través de él. Consiste en una terminal móvil que hace contacto con un elemento resistivo, conforme la terminal móvil se mueve, la resistencia entre la terminal móvil y las fijas del dispositivo cambia en proporción al desplazamiento angular. Los potenciómetros son componentes basados en resistencias con un mecanismo de ajuste mecánico que permite modificar manualmente su resistencia. Un ejemplo de potenciómetro resistivo es el potenciómetro impreso, que se realiza con una pista de cermet o de carbón sobre un soporte duro como papel baquelizado (cartón prespan), fibra de vidrio, baquelita, etc. La pista tiene contactos en sus extremos y un cursor conectado a un patín que se desliza por la pista resistiva1. Otro ejemplo es el potenciómetro bobinado, que consiste en un arrollamiento toroidal de un hilo resistivo (por ejemplo, constantán) con un cursor que mueve un patín sobre él mismo. Un ejemplo más específico de uso de potenciómetros resistivos es en una guitarra eléctrica, donde se utilizan potenciómetros externos. Termómetros de diodos de unión Como es un sensor localizado directamente en el procesador, provee lecturas de CPUy GPUlocales. La unión de temperatura se puede determinar pasando una corriente a través del diodo y midiendo el voltaje a través. La misma tecnología es usada en circuitosintegrados dedicados a medir la temperatura. Sensores fotoeléctricos Son dispositivos capaces de detectar la presencia o ausencia de luz. Los sensores fotoeléctricos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, desde la industria alimentaria hasta la automatización de fábricas. ¿Cómo funcionan? Los sensores fotoeléctricos funcionan emitiendo un haz de luz y midiendo la cantidad de luz que se refleja o se transmite. La presencia o ausencia de objetos en el camino del haz de luz altera la cantidad de luz reflejada o transmitida, lo que permite detectar la presencia o ausencia de objetos. Tipos de sensores fotoeléctricos Existen varios tipos de sensores fotoeléctricos, incluyendo los sensores de barrera, los sensores de reflexión difusa y los sensores retroreflectivos. Cada tipo de sensor se utiliza en diferentes aplicaciones y tiene sus propias ventajas y desventajas. Ventajas de los sensores fotoeléctricos Los sensores fotoeléctricos son muy versátiles y se pueden utilizar en una gran variedad de aplicaciones. Además, son muy precisos y fiables, y pueden detectar objetos de diferentes tamaños y formas. También son fáciles de instalar y mantener. Aplicaciones comunes Alimentaria: detección de alimentos envasados. Automatización: control de procesos en fábricas. Logística: clasificación de paquetes. Robótica: detección de objetos en brazos robóticos. Sensores fotoeléctricos: Sensores de proximidad: Los sensores de proximidad fotoeléctricos se utilizan para detectar la presencia o ausencia de objetos sin contacto físico. Estos sensores emiten luz y miden la cantidad de luz reflejada o interrumpida por un objeto para generar una señal eléctrica. Sensores de nivel: Los sensores de nivel fotoeléctricos se utilizan para medir el nivel de líquidos o sólidos en un contenedor. Estos sensores emiten un haz de luz y detectan el reflejo o la transmisión de la luz en función del nivel del material, generando una señal eléctrica correspondiente. Sensores de velocidad: Los sensores de velocidad fotoeléctricos se utilizan en aplicaciones donde es necesario medir la velocidad de objetos en movimiento, como en sistemas de control de velocidad . Potenciómetro resistivo Un potenciómetro resistivo, también conocido como potenciómetro variable, es un dispositivo electrónico que se utiliza para ajustar la resistencia eléctrica en un circuito. Consiste en una resistencia variable conectada en serie con un terminal central y dos terminales externos. Al girar el eje del potenciómetro, se modifica la resistencia entre el terminal central y uno de los terminales externos, lo que permite controlar el flujo de corriente a través del circuito. Termómetros de diodo de unión Son dispositivos que utilizan la temperatura para medir y proporcionar información sobre la temperatura ambiente o de un objeto específico. Estos termómetros se basan en la característica de voltaje-temperatura de los diodos de unión semiconductoras. Cuando se aplica una corriente constante a un diodo de unión, la caída de voltaje a través del diodo varía de acuerdo con la temperatura. Esta relación se aprovecha en los termómetros de diodos para medir la temperatura. Al medir la caída de voltaje a través del diodo de unión, se puede determinar la temperatura correspondiente utilizando una calibración previa. Bibliografia SENSORES PIEZORESISTIVO https://www.tekniker.es/es/sensor-piezoresistivo https://bibliotecas.ups.edu.ec:3488/es/ereader/bibliotecaups/39464?page=221. https://es.scribd.com/document/378814796/Que-Es-Un-Sensor-Piezoresistivo# SENSORES TERMORRESISTIVOS https://www.tc-sa.es/rtd-pt100-reference/sensor-termorresistivo.html 3.1: Piroelectricidad - LibreTexts Español. https://bing.com/search?q=SENSORES+PIROELECTRICOS. Sensores Piroelectricos | PDF - Scribd. https://es.scribd.com/presentation/81393672/SENSORES-PIROELECTRICOS. Piroelectricidad - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Piroelectricidad. SENSORES PIROELECTRICOS - Programacion y Mediciones industriales. https://leorom123.wordpress.com/sensores-piroelectricos/. Sensor piezoeléctrico - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Sensor_piezoel%C3%A9ctrico. Que es un sensor piezoeléctrico y para que sirve - Ingeniería Mecafenix. https://www.ingmecafenix.com/automatizacion/sensores/sensor-piezoelectrico/. Sensores piezoeléctricos: ¿cuál necesito para mi aplicación. https://www.hbm.com/es/6810/guia-de-seleccion-de-sensores-piezoelectricos/. https://bing.com/search?q=SENSORES+TERMOELECTRICOS. Qué es el sensor termoeléctrico?_. https://www.ntcsensors.com/Qu__es_el_sensor_termoel_ctrico_/. Medición de temperatura: sensores termoeléctricos - Redalyc. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=84934001. Sensores termoelectricos - es.slideshare.net. https://es.slideshare.net/jurique/sensorestermoelectricos. Potenciometro resistivo "Electronic Devices and Circuit Theory" por Robert L. Boylestad y Louis Nashelsk Termómetros de diodo de union "Principles of Electronic Instrumentation and Measurement" por Howard M.
