Parte de UNO
1. La detección se realiza mediante un método físico específico para determinar si los parámetros medidos pertenecen a un rango determinado, y así establecer si son válidos o si existe un número excesivo de parámetros. El proceso consiste en comparar la magnitud desconocida medida con una magnitud estándar de la misma naturaleza, determinar el múltiplo de la magnitud estándar medida por el equipo de medición y expresar este múltiplo numéricamente.
En el campo de la automatización y la detección, la tarea de detección no se limita a la inspección y medición de productos terminados o semiterminados, sino que también implica inspeccionar, supervisar y controlar un proceso de producción o un objeto en movimiento para garantizar que se encuentre en las condiciones óptimas seleccionadas por el usuario. Para ello, es necesario detectar y medir el tamaño y la variación de diversos parámetros en tiempo real. Esta tecnología de detección y medición en tiempo real de procesos de producción y objetos en movimiento también se denomina tecnología de inspección de ingeniería.
Existen dos tipos de medición: la medición directa y la medición indirecta.
La medición directa consiste en medir el valor de la lectura del medidor sin realizar ningún cálculo, como por ejemplo: usar un termómetro para medir la temperatura o un multímetro para medir el voltaje.
La medición indirecta consiste en medir varias magnitudes físicas relacionadas entre sí y calcular el valor medido mediante la relación funcional. Por ejemplo, la potencia P está relacionada con la tensión V y la corriente I, es decir, P = VI, y la potencia se calcula midiendo la tensión y la corriente.
La medición directa es sencilla y práctica, y se utiliza con frecuencia. Sin embargo, en los casos en que no sea posible, resulte inconveniente o el error de medición sea considerable, se puede recurrir a la medición indirecta.
El concepto de sensor fotoeléctrico y sensor
La función del sensor es convertir magnitudes no eléctricas en magnitudes eléctricas con una relación de correspondencia definida, actuando esencialmente como interfaz entre el sistema de magnitudes no eléctricas y el sistema de magnitudes eléctricas. En el proceso de detección y control, el sensor es un dispositivo de conversión esencial. Desde el punto de vista energético, los sensores se dividen en dos tipos: sensores de control de energía, también conocidos como sensores activos, y sensores de conversión de energía, también conocidos como sensores pasivos. Los sensores de control de energía transforman las variaciones de parámetros eléctricos (como resistencia y capacitancia) que miden. Para ello, requieren una fuente de alimentación externa que permite convertir las variaciones de los parámetros medidos en variaciones de voltaje y corriente. Los sensores de conversión de energía, por su parte, convierten directamente la variación medida en una variación de voltaje y corriente, sin necesidad de una fuente de excitación externa.
En muchos casos, la magnitud no eléctrica que se desea medir no es del tipo que el sensor puede convertir, lo que requiere añadir un dispositivo previo al sensor capaz de transformarla en una magnitud no eléctrica que el sensor pueda recibir y convertir. El componente o dispositivo que convierte la magnitud no eléctrica medida en electricidad disponible es un sensor. Por ejemplo, al medir voltaje con una galga extensométrica resistiva, es necesario fijar la galga a un elemento elástico sometido a presión. El elemento elástico convierte la presión en una fuerza de deformación, y la galga extensométrica convierte esta fuerza de deformación en un cambio de resistencia. En este caso, la galga extensométrica actúa como sensor, y el elemento elástico como sensor. Ambos pueden convertir la magnitud no eléctrica medida en cualquier momento, pero la galga la convierte en electricidad disponible, mientras que el sensor la convierte en electricidad.
2, sensor fotoeléctricoSe basa en el efecto fotoeléctrico, que convierte la señal luminosa en una señal eléctrica; un sensor se utiliza ampliamente en control automático, industria aeroespacial, radio y televisión, entre otros campos.
Los sensores fotoeléctricos incluyen principalmente fotodiodos, fototransistores, fotorresistores, fotocopladores, sensores fotoeléctricos heredados, fotocélulas y sensores de imagen. En la figura siguiente se muestra una tabla con las principales especies. En la práctica, es necesario seleccionar el sensor adecuado para lograr el efecto deseado. El principio general de selección es el siguiente:detección fotoeléctrica de alta velocidadPara circuitos, medidores de iluminancia de amplio rango y sensores láser de ultra alta velocidad, se recomienda el uso de fotodiodos. Para sensores fotoeléctricos de pulso simple de varios miles de hercios y conmutadores fotoeléctricos de pulso de baja velocidad en circuitos simples, se recomienda el uso de fototransistores. Si bien la velocidad de respuesta es lenta, los sensores de puente resistivo ofrecen un buen rendimiento, mientras que los sensores fotoeléctricos, gracias a sus propiedades resistivas, se utilizan en circuitos de iluminación automática de farolas y en resistencias variables que cambian proporcionalmente a la intensidad de la luz. En estos últimos casos, se recomienda el uso de elementos fotosensibles de cadmio y plomo. Los codificadores rotativos, los sensores de velocidad y los sensores láser de ultra alta velocidad deben integrar sensores fotoeléctricos.
Tipo de sensor fotoeléctrico Ejemplo de sensor fotoeléctrico
unión PNFotodiodo PN(Si, Ge, GaAs)
Fotodiodo PIN (material de silicio)
fotodiodo de avalancha(Si, Ge)
Fototransistor (tubo fotoDarlington) (material de silicio)
Sensor fotoeléctrico integrado y tiristor fotoeléctrico (material de silicio)
Fotocélula sin unión pn (material que utiliza CdS, CdSe, Se, PbS)
Componentes termoeléctricos (materiales utilizados (PZT, LiTaO3, PbTiO3)
Tubo fotomultiplicador, tubo de cámara, tubo de fotoelectrones
Otros sensores sensibles al color (materiales de Si, α-Si)
Sensor de imagen sólido (material Si, tipo CCD, tipo MOS, tipo CPD)
Elemento detector de posición (PSD) (material de silicio)
Fotocélula (fotodiodo) (Si para materiales)
Fecha de publicación: 18 de julio de 2023