Tecnologías de sensores
por Sebastian Hidrobo Moreno
1. Sensores de efecto Hall
1.1. Este es un dispositivo que se utiliza para medir la magnitud de un campo magnético. Consiste en que un conductor que lleva una corriente alineada ortogonalmente con el campo magnético. El conductor de los sensores de efecto Hall suele estar hecho de un material semiconductor diferente de un metal, porque se produce una salida de voltaje mayor para un campo magnético de un tamaño determinado.
2. Medidores de deformación
2.1. Estos son dispositivos que experimentan un cambio de resistencia cuando se estirado o tenso. Son capaces de detectar desplazamientos muy pequeños, normalmente en el rango de 0 a 50 µm, normalmente se utilizan como parte de otros transductores. Estos pueden ser sensores de presión de diafragma que convierten los cambios de presión en pequeños desplazamientos de el diafragma.
3. Sensores ópticos (vía de aire)
3.1. Están basados en la modulación de la luz que viaja entre una fuente de luz y un detector de luz donde la luz transmitida puede viajar a lo largo ya sea una ruta de aire o un cable de fibra óptica. Cualquiera de las formas de transmisión da inmunidad al ruido inducido electromagnéticamente, y también proporciona mayor seguridad que la electricidad
4. Transductores ultrasónicos
4.1. Estos se utilizan en muchos campos de medición, especialmente para medir caudales de fluido, niveles de líquido y desplazamientos de traslación. Estos consisten en un dispositivo que transmite una onda de ultrasonido y otro dispositivo que recibe la onda.
4.1.1. • Velocidad de transmisión • Dirección de viaje de las ondas de ultrasonido. • Direccionalidad de las ondas de ultrasonido • Relación entre longitud de onda, frecuencia y direccionalidad de las ondas de ultrasonido. • Atenuación de ondas de ultrasonido • Ultrasonido como sensor de rango • Uso de ultrasonido en el seguimiento del movimiento de objetos 3D • Efecto del ruido en los sistemas de medición por ultrasonidos • Desplazamiento Doppler en la transmisión de ultrasonidos • Imágenes ultrasónicas
5. Microsensores
5.1. Son estructuras micro maquinadas bidimensionales y tridimensionales de tamaño milimétrico que tienen un tamaño más pequeño, un mejor rendimiento, mayor confiabilidad y menores costos de producción que muchas formas alternativas de sensores. Estos están constituidos por un material semiconductor de silicio en otros materiales como metales, plásticos, polímeros, vidrios y cerámicas que se depositan sobre una base de silicio.
6. Sensores capacitivos y resistivos
6.1. Los sensores constan de dos placas metálicas paralelas en las que el dieléctrico que entra en las placas son aire o algún otro medio. Donde C= ε_0 ε_r A/d, donde donde ε_0 es la permitividad absoluta, ε_r es la permitividad relativa del medio dieléctrico entre las placas, A es el área de las placas y d es la distancia entre ellos.
6.1.1. Sensores Resistivos: Se basan en la variación de la resistencia de un elemento a consecuencia de la variación de la magnitud a medir.
6.1.2. Sensores Capacitivos: Son aquellos en los que la variable a medir se ve reflejada en un cambio en la capacitancia de un elemento, ya sea por una alteración de la constante dieléctrica o en la estructura del elemento.
7. Sensores magnéticos
7.1. Los sensores magnéticos utilizan los fenómenos magnéticos de inductancia donde los sensores inductivos traducen el movimiento en un cambio en la inductancia mutua entre piezas acopladas magnéticamente. El desplazamiento que se va a medir se aplica a una placa ferromagnética en las proximidades de la "E" donde los movimientos de la placa alteran las trayectorias del flujo y, por tanto, provocan un cambio en la corriente que fluye en el devanado. Por medio de la ley de Ohm, la corriente que fluye en el devanado está dada por
8. Sensores piezorresistivos
8.1. Estos están hechos de material semiconductor en el que una región de tipo p se ha difundido en una base de tipo n. La resistencia de esto varía mucho cuando el el sensor está comprimido o estirado y se lo utiliza con frecuencia como un medidor de tensión. Además, la incertidumbre de la medición se puede reducir a ±0,1%.
9. Sensores ópticos (fibra óptica)
9.1. En estos se usa cable de fibra óptica en para transmitir luz entre una fuente y un detector. En estos la variable que se mide provoca algún cambio mensurable en las características del luz transmitida por el cable los cuales se pueden solucionar facilmente. Su funcionamiento se basa en la la traducción de la cantidad física medida en un cambio de uno o más parámetros de un haz de luz. Existen dos clases principales de sensores de fibra óptica, sensores intrínsecos y sensores extrínsecos.
9.1.1. • Sensores intrínsecos estos pueden modular la intensidad, fase, polarización, longitud de onda o tiempo de tránsito de la luz. • sensores extrínsecos estos son muy útiles a pesar de su gran tamaño ya que tienen una gran capacidad para llegar a lugares que de otro modo serían inaccesibles.