sensor es

Presentacin de PowerPoint

Sensores y transductores

Profesor : ROBERTO CAMPOS TIRADO

Automtica y Control de Aeronaves

SENSORES Y TRANSDUCTORES

EQUIPOS DE ADQUISICIN DE DATOS

MEDIDA DE VIBRACIONES

ACONDICIONADORES DE SEAL

TELEMETRA

VIDEO

SUMARIO


Los sensores y transductores son utilizados para la medida y control de parmetros fsicos, principalmente mecnicos, para su utilizacin en cualquier tipo de aplicacin, bien sea aeronutica, industrial o ensayo, tanto para ambientes limpios, extremos y severos, e incluso miniatura para aplicaciones OEM o ensayos muy concretos.

1. SENSORES Y TRANSDUCTORES

Clulas de carga - Sensores de fuerza

Sensores de distancia

Sensores de desplazamiento

Acelermetros

Sensores de aceleracin

Inclinmetros

Sensores de inclinacin

Sensores de ngulo y rotacin

TIPOS


Micrfonos - sensores acsticos

Sensores de par y torsin

Sensores de presin

Sondas de temperatura y humedad

TIPOS


Los acelermetros o sensores de aceleracin, estn pensados para realizar una medida de aceleracin o vibracin, proporcionando una seal elctrica segn la variacin fsica, en este caso la variacin fsica es la aceleracin o la vibracin.

A continuacin puede ver diferentes modelos combinando las diferentes tecnologas existentes, principalmente acelermetros piezoresistivos, acelermetros piezoelctricos y acelermetros capacitivos.

Los rangos de medida son diversos, desde 1 g, hasta los miles de gs. Respecto al rango de frecuencia disponible, hay acelermetros que parten de 0 Hz, para medida de bajas frecuencias, acelermetros que llegan hasta los miles de Hz para altas frecuencias de vibracin, otros modelos de muy alta sensibilidad con bajo rango de frecuencia, etc.

Lo mismo ocurre con los formatos, existen variados formatos segn la aplicacin de los acelermetros, en aluminio, titanio, acero inoxidable, etc. con montaje de tornillos, magntico, pegado, etc.


Acelermetros

Acelermetros - Sensores de aceleracin

TIPOS


Acelermetros

Acelermetros piezoresistivos

Acelermetros piezoelctricos

Acelermetros capacitivos

Acelermetros triaxiales

Servoacelermetros

Acelermetros ATEX

TIPOS


Acelermetros

Acelermetros OEM

ORIGINAL EQUIPMENT MANUFACTURER

La familia de acelermetros piezoresistivos, cubre todas las variantes posibles en este tipo de sensores.


Acelermetros

Acelermetros piezoresistivos

Tambin existen series no amplificadas, con salida directa del puente para poderse acondicionar externamente como extensometra.

Su principal caracterstica es que pueden medir desde 0Hz hasta varios cientos de Hz, con rangos que parten de los 2g y pueden llegar a los 6000 g. Su salida amplificada, la compensacin en temperatura y una alta resolucin son algunas de sus caractersticas ms destacadas.

Algunas aplicaciones tpicas son los ensayos para la seguridad den el automvil, anlisis de confort en tren, anlisis del transporte, monitorizacin de estructuras, etc


Acelermetros

Piezoresistivos

Ejemplos

La serie de acelermetros EGCS es la tpica serie de sensores de aceleracin tipo piezoresistivos no amplificados, con salida directa del puente wheatstone, indicada para su conexin a equipos de extensometra.

Esta cuenta con amortiguacin por aceite, lo que permite disponer de diferentes rangos de medida que parten de los 2g, con sensibilidad en mV/V, gracias a una alimentacin desde 2V.

Los encapsulados para esta serie son diversos, pero destacan por ser muy ligeros y ofrecer diferentes opciones de montaje.

Caractersticas principales.

Rango: Desde 5g hasta 5000g, con diferentes rangos intermedios.

Linealidad: 1%.

Salida: Desde puente wheatstone (mV/g).

Temperatura de trabajo: -40C a +140C, con compensacin


Acelermetros

Piezoresistivos

Acelermetro piezoresistivo EGCS con salida puente wheatstone

Los acelermetros piezoelctricos, tambin conocidos comercialmente como acelermetros ICP, son acelermetros pensados para medir frecuencias medias y altas.


Acelermetros

Acelermetros piezoelectricos

Existen diferentes formatos de acelermetro piezoelctrico, sellados en acero inoxidable, con agujero pasante, triaxiales, etc., lo que prcticamente todos comparten es su amplio ancho de banda, que parte desde unos pocos Hz hasta los miles de Hz.

Por su caracterstica fsica, constan de un material piezoelctrico que al ser manipulado mecnicamente proporciona una tensin muy pequea, proporcional a ese movimiento.

Aplicaciones tpicas son la medida de vibraciones en mquinas


Acelermetros

Piezoelectricos

Ejemplos

Esta serie de acelermetros de alta sensibilidad es una versin especial de los acelermetros piezoelctricos, puesto que su salida tiene una ganancia muy alta, de tal forma que estn muy indicados en aplicaciones donde el rango y la frecuencia a medir son muy bajos, como aplicaciones ssmicas, medida de oscilaciones en grandes estructuras, etc.

Caractersticas principales:

Rango: De 0.5ghasta 5g.

Ancho de banda: De 0.08 a 4000Hz.

Sensibilidad: Hasta 10000mV/g, con valores medios segn modelo.

Encapsulado: Acero inoxidable con salida conector.


Acelermetros

Piezoelectricos

Acelermetros piezoelctricos de alta sensibilidad

Los acelermetros capacitivos tienen la caracterstica de poder medir aceleracin desde 0Hz hasta varios cientos de Hz, por lo que se suelen emplear para aplicaciones de baja o muy baja frecuencia, aunque cuentan con muy buena resistencia a posibles picos de aceleracin.

Incorporan la electrnica permitiendo obtener una alta sensibilidad, con una baja deriva trmica y gran linealidad.Aplicaciones tpicas son medidas ssmicas, medidas de inclinacin, medidas dinmicas de posicin y velocidad, etc

Concretamente, los acelermetros capacitivos estn completamente sellados, por lo que son muy insensibles a interferencias y radiaciones electromagnticas.


Acelermetros

Acelermetros Capacitivos


Acelermetros

Capacitivos

EJEMPLOS


Acelermetros

Capacitivos

Los acelermetros capacitivos SX4602x del fabricante SENSOREX estn pensados para la medida de aceleracin en bajas frecuencias, hasta 800Hz, y cuentan con una salida de alto nivel, tanto en corriente como en voltaje, lo que los hace muy sencillos de acondicionar con cualquier equipo de adquisicin de datos o registrador, ya que adems tiene un bajo consumo.

Caractersticas tcnicas:

Rangos: +/-2g y +/-10g.

Salida: Analgica 4-20mA y 0-10V.

Alimentacin: 9 a 36V.

Temperatura: -40 a 125C.

Su formato es compacto y robusto y resulta muy cmodo de montar, puesto que cuenta con dos agujeros para su instalacin y salida cable.

Acelermetro capacitivo con salida amplificada

Los inclinmetros o sensores de inclinacin estn pensados para la conversin de una magnitud fsica en una elctrica.

Los formatos son muy diversos, con encapsulados o carcasas de diferentes materiales, plstico, aluminio, acero inoxidable, etc. Con protecciones hasta IP68 sumergibles

En este caso, la inclinacin es la magnitud fsica. Cuyo rango puede partir de unos pocos grados, para las medidas de inclinacin con mucha precisin, hasta el giro completo de 360.

En cuanto a la seal de salida puede ser proporcional al ngulo o proporcional al seno del ngulo, pudiendo ser en corriente, tensin o digital.


Inclinmetros

Inclinmetros - Sensores de inclinacin


Inclinmetros

TIPOS

Inclinmetros capacitivos

Servoinclinmetros

Inclinmetros de dos ejes - biaxiales

Inclinmetros por conductividad

Inclinmetros MEMS


Inclinmetros

TIPOS

Inclinmetros digitales

Inclinmetros OEM

Alarma de inclinacin

Referencia inercial AHRS

Inclinmetros ATEX


Inclinmetros


Una referencia inercial (IMU) es un sensor que incorpora tres acelermetros, 3 girscopos y, segn los casos, tres magnetmetros.

El clculo de posicin inercial requiere ya el uso de girscopos de fibra ptica, servoacelermetros, etc. El ADMA-G de GENESYS sera el producto ideal para estas aplicaciones.

Cuando se habla de AHRS, es una IMU que adems incorpora un filtro KALMAN que, a partir de la integracin de estas y otras seales (GPS RTK, tacmetro) nos da ya las seales calculadas de inclinacin y orientacin (en ingls, roll, pitch y yaw), posicin, etc.


Inclinmetros


EJEMPLOS


Inclinmetros


AHRS IMU GIRSCOPO con GPS MTI-G

El MTI-G de Xsens es una referencia inercial AHRS que incorpora tres acelermetros, tres girscopos y tres magnetmetros, un barmetro y un GPS, todo integrado en un encapsulado miniatura.

Este sensor es ampliamente utilizado para la estabilizacin y control de posicin en UGV y UAV, robots, etc

El sensor da una salida con todos los datos calibrados de la IMU, adems de los datos de orientacin (actitud) calculados por el filtro Kalman integrado en el propio micro del sensor. La integracin del GPS en el filtro KALMAN permite adems dar los datos de posicin, y velocidad.


Inclinmetros


AHRS IMU GIRSCOPO con GPS MTI-G
InterfacesRS-232, RS-485, RS 422 (max 921k6 bps) and USB (ext. converter)Dimensions58 x 58 x 22 mmOperating Voltage4,5 30 VStatic accuracy (roll/pitch)< 0.5 degPower Consumption350 mWStatic accuracy (heading)< 1 degOperating temperature range-40 to +85 CDynamic accuracy2 deg RMSGyro Bias Stability20 deg/hAngular resolution0.05 degTiming accuracy10 ppmWeight58 g
Caractersticas principales

STMicroelectronics, uno de los mayores fabricantes de MEMS


Inclinmetros

Giroscopos

2. EQUIPOS DE ADQUISICIN DE DATOS

2. EQUIPOS DE ADQUISICIN DE DATOS

La precisin de un ensayo depende tanto de los sensores como de la calidad de un buen equipo de adquisicin (DAQ).

La correcta seleccin del equipo de adquisicin, la resolucin del conversor A/D, adquisicin simultanea o multiplexada, entradas single ended, entradas diferenciales o aisladas, rango dinmico, acondicionamiento de seal integrado, filtro antialiasing, velocidad de adquisicin, requerimientos del software ... son todos factores que se deben tener en cuenta a la hora de seleccionar el equipo apropiadamente.

EQUIPOS DE ADQUISICIN DE DATOS

Software para adquisicin y anlisis de datos

Mdulos de adquisicin de datos por USB

Sistema de adquisicin de datos por USB

Equipo de adquisicin de datos por ETHERNET

Registradores de datos - Dataloggers

Equipos de adquisicin de datos de altas prestaciones

TIPOS

3. MEDIDA DE VIBRACIONES

3. MEDIDA DE VIBRACIONES

La medida de vibraciones es un campo muy amplio, ya que segn sea la aplicacin interesar ms contar con un tipo de equipo o con otro.

As pues, existen diferentes equipos de medida de vibracin, desde elementos porttiles tipo multmetro que nos mostrarn el valor de vibracin medido en ese punto y momento, hasta sistemas completos con multitud de canales para la monitorizacin en continuo de vibraciones en ciertos ensayos o zonas sensibles de mquinas, estructuras, etc


TIPOS

Sensores de vibracin

Calibrador de vibraciones

Monitorizacin de vibraciones

Registradores de impactos y vibraciones

Equipos de anlisis de vibraciones


TIPOS

Generadores de vibracin

Vibrmetro lser

4. ACONDICIONADORES DE SEAL


Cuando se habla de acondicionadores de seal, electrnicas de acondicionamiento o convertidores de seal, hablamos de lo mismo, un eslabn ms de la cadena de medida.

Hay sensores que pueden llevar o no electrnica incorporada, dependiendo de sta electrnica y segn el tipo de seal de salida que tenga, as como donde vayamos a conectar su seal, se ha de elegir un tipo u otro de acondicionador de seal.

Otro formato, es el de los visualizadores, que en realidad son acondicionadores con pantalla, donde se muestra el valor medido, en vez de sacar la seal amplificada o tratada por un conector, lo enva a la pantalla para que se pueda leer. Hay opciones que copian la seal de pantalla a una salida analgica, por lo que tenemos el valor medido en ambos sitios.

Los acondicionadores de seal o electrnicas de acondicionamiento tpicos son una caja que integra la electrnica y tiene sus conectores o bornas de seal de entrada, procedente del sensor, y otros para la seal de salida ya amplificada o tratada.

Electrnicas protegidas en caja robusta


TIPOS

Electrnicas para montaje en carril DIN

Visualizadores y displays porttiles

Visualizadores y displays encastrables de panel

Instrumentacin electrnica para laboratorio

Electrnicas para montaje en rack

5. TELEMETRA

TELEMETRA

Telemetra para ejes y equipos en rotacin

telemetra de corta distancia

La telemetra PCM

telemetra de larga distancia, muy usada para ensayos en vuelo, aplicaciones militar o aeronutica.

5. VIDEO

MUCHAS GRACIAS

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