En los procesos de producción de automatización industrial modernos, los sensores desempeñan un papel crucial.
Un sensor es un instrumento de detección capaz de percibir información medida. Convierte esta información percibida en señales eléctricas u otras formas requeridas de salida de acuerdo con principios específicos, cumpliendo con los requisitos de transmisión, procesamiento, almacenamiento, visualización, registro y control de información. Los sensores ayudan a monitorear, analizar, medir y procesar diversos cambios-como cambios de posición, longitud, altura, condiciones externas y desalineaciones que ocurren en entornos de producción industrial.
Entonces, ¿qué tipos de sensores se requieren normalmente en la automatización industrial?
I. Sensores de temperatura y humedad
Los sensores de temperatura y humedad incorporan elementos-sensibles a la humedad y termosensibles para medir la temperatura y la humedad. Después de recopilar estas señales, se someten a un procesamiento de circuito que incluye estabilización de voltaje, filtrado, amplificación operativa, corrección no lineal, conversión V/I, regulación de corriente constante y protección inversa. Esto da como resultado salidas de corriente o voltaje linealmente proporcionales a la temperatura y la humedad. Alternativamente, pueden emitir directamente a través de interfaces como RS-485 o RS-232 a través de un chip de control principal.
II. Sensor fotoeléctrico
Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo que convierte señales luminosas en señales eléctricas. Su funcionamiento se basa en el efecto fotoeléctrico, que describe el fenómeno en el que los electrones de ciertos materiales absorben la energía de los fotones de la luz incidente, lo que produce los correspondientes efectos eléctricos. Pueden detectar cantidades físicas no-eléctricas que causan directamente cambios en la intensidad de la luz, como la intensidad de la luz, la iluminancia, la medición radiométrica de la temperatura y el análisis de la composición del gas. También pueden detectar otras cantidades no eléctricas -convertibles en cambios de intensidad de la luz, incluido el diámetro de la pieza, la rugosidad de la superficie, la tensión, el desplazamiento, la vibración, la velocidad, la aceleración, así como la forma del objeto y la identificación del estado operativo.
III. Sensores de presión
Los sensores de presión son dispositivos de uso común en la práctica industrial. Detectan señales de presión y las convierten en señales de salida eléctricas utilizables según principios específicos. Se aplican ampliamente en energía hidroeléctrica, transporte ferroviario, edificios inteligentes, automatización de producción, aeroespacial, militar, petroquímica, pozos petroleros, generación de energía, embarcaciones marinas, máquinas herramienta, oleoductos y otras industrias.
IV. Sensor de efecto Hall
El sensor de efecto Hall es un sensor de campo magnético basado en el efecto Hall, ampliamente aplicado en automatización industrial, tecnología de detección y procesamiento de información. El efecto Hall sirve como método fundamental para estudiar las propiedades de los materiales semiconductores. El coeficiente Hall medido mediante experimentos de efecto Hall permite determinar parámetros críticos como el tipo de conductividad del semiconductor, la concentración y la movilidad del portador.
V. Sensores de proximidad
Los sensores de proximidad son un término general para sensores que reemplazan los métodos de detección basados en el contacto-como los interruptores de límite, lo que permite la detección sin contacto físico con el objeto objetivo. Convierten la información de movimiento y presencia del objetivo en señales eléctricas. Un sensor de proximidad es un dispositivo capaz de detectar la aproximación de un objeto. Utiliza las características sensibles de los sensores de desplazamiento para detectar objetos que se acercan y emite las señales de conmutación correspondientes. Por ello, los sensores de proximidad también se conocen como interruptores de proximidad.
VI. Sensores MEMS (Sistemas Microelectromecánicos)
Los sensores MEMS, o sistemas microelectromecánicos, representan un-campo de investigación interdisciplinario de vanguardia desarrollado a partir de la tecnología microelectrónica. Integran electrónica, mecánica, ciencia de materiales, física, química, biología y medicina. Actualmente, los sensores MEMS encuentran amplias aplicaciones en satélites espaciales, vehículos de lanzamiento, equipos aeroespaciales, aviones, automóviles, dispositivos biomédicos y electrónica de consumo.
VII. Sensores de par
Los sensores de par, también conocidos como transductores de par, medidores de par o medidores de par, emplean tecnología de medición eléctrica de galgas extensométricas. Se forma un puente tensor sobre un eje elástico; La aplicación de potencia a este puente genera una señal eléctrica proporcional a la fuerza de torsión aplicada al eje. Al detectar el par de torsión en varios componentes mecánicos giratorios o no-, estos sensores miden con precisión el par, la velocidad de rotación y la potencia mecánica.
VIII. Sensores de fibra óptica
Los sensores de fibra óptica convierten el estado de un objeto medido en señales ópticas medibles. El principio de funcionamiento consiste en dirigir un haz de luz desde una fuente de luz a través de una fibra óptica hacia un modulador. Dentro del modulador, la interacción con el parámetro medido externo altera las propiedades ópticas de la luz-como la intensidad, la longitud de onda, la frecuencia, la fase o el estado de polarización-creando una señal óptica modulada. Luego, esta señal viaja a través de la fibra óptica hasta un dispositivo optoelectrónico, donde un demodulador extrae el parámetro medido.
IX. Sensor de desplazamiento
También conocido como sensor lineal, este dispositivo lineal-de detección de metales convierte varias cantidades físicas en señales eléctricas. Sus aplicaciones son amplias y se utilizan comúnmente en automatización industrial, construcción, puentes y campos similares.
X. Sensores magnéticos
Los materiales magnéticos exhiben propiedades magnéticas alteradas cuando se exponen a estímulos externos como calor, luz, presión o radiación. Estas propiedades permiten la creación de sensores altamente confiables y sensibles. Dichos sensores utilizan materiales magnéticos como elementos sensores, de ahí la denominación "sensores magnéticos".