UNIDAD 3 INTERRUPTORES Y SENSORES

3.1 INTERRUPTORES

Un interruptor eléctrico es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno las aplicaciones son innumerables, van desde un simple interruptor que apaga o enciende un bombillo, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas controlado por computadora.

Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.

Interruptor eléctrico

Diferentes interruptores eléctricos.

Materiales

Interruptor sencillo, SPST

De la calidad de los materiales empleados para hacer los contactos dependerá la vida útil del interruptor. Para la mayoría de los interruptores domésticos se emplea una aleación de latón (60% cobre, 40% zinc). Esta aleación es muy resistente a la corrosión y es un conductor eléctrico apropiado. El aluminio es también buen conductor y es muy resistente a la corrosión.

En los casos donde se requiera una pérdida mínima se utiliza cobre puro por su excelente conductividad eléctrica. El cobre bajo condiciones de condensación puede formar óxido de cobre en la superficie interrumpiendo el contacto.

Para interruptores donde se requiera la máxima confiabilidad se utilizan contactos de cobre pero se aplica un baño con un metal más resistente al óxido como lo son el estaño, aleaciones de estaño/plomo, níquel, oro o plata. La plata es de hecho mejor conductor que el cobre y además el óxido de plata conduce electricidad

Clasificación de los interruptores

Actuantes

Los actuantes de los interruptores pueden ser normalmente abiertos, en cuyo caso al accionarlos se cierra el circuito (el caso del timbre) o normalmente cerrados en cuyo caso al accionarlos se abre el circuito.

Pulsadores

También llamados interruptores momentáneos. Este tipo de interruptor requiere que el operador mantenga la presión sobre el actuante para que los contactos estén unidos. Un ejemplo de su uso lo podemos encontrar en los timbres de las casas o apartamentos.

Cantidad de polos

Interruptor de doble polo

Son la cantidad de circuitos individuales que controla el interruptor. Un interruptor de un solo polo como el que usamos para encender una lámpara. Los hay de 2 o más polos. Por ejemplo si queremos encender un motor de 220 voltios y a la vez un indicador luminoso de 12 voltios necesitaremos un interruptor de 2 polos, un polo para el circuito de 220 voltios y otro para el de 12 voltios.

Cantidad de vías (tiros)

Es la cantidad de posiciones que tiene un interruptor. Nuevamente el ejemplo del interruptor de una sola vía es el utilizado para encender una lámpara, en una posición enciende la lámpara mientras que en la otra se apaga.

Interruptor de doble vía

Los hay de 2 o más vías. Un ejemplo de un interruptor de 3 vías es el que podríamos usar para controlar un semáforo donde se enciende una bombilla de cada color por cada una de las posiciones o vías.

Combinaciones

Se pueden combinar las tres clases anteriores para crear diferentes tipos de interruptores. En el gráfico inferior podemos ver un ejemplo de un interruptor DPDT.

Interruptor de doble polo y doble vía

Corriente y tensión

Los interruptores están diseñados para soportar una carga máxima, la cual se mide en amperios. De igual manera se diseñan para soportar una tensión máxima, que es medida en voltios.

Se debe seleccionar el interruptor apropiado para el uso que le vaya a dar, ya que si se sobrecarga un interruptor se está acortando su vida útil.

Esquema de un interruptor para alto voltaje. Algunos pueden trabajar en líneas de 800 kV.

Interruptores eléctricos especiales

El Interruptor magnetotérmico o Interruptor automático incluye dos sistemas de protección. Se apaga en caso de cortocircuito o en caso de sobre carga de corriente. Se utiliza en los cuadros eléctricos de viviendas, comercios o industrias para controlar y proteger cada circuito individualmente.

Reed switch es un interruptor encapsulado en un tubo de vidrio al vacío que se activa al encontrar un campo magnético.

Interruptor centrífugo se activa o desactiva a determinada fuerza centrífuga. Es usado en los motores como protección.

Interruptores de transferencia trasladan la carga de un circuito a otro en caso de falla de energía. Utilizados tanto en subestaciones eléctricas como en industrias.

Interruptor DIP viene del inglés ’’’dual in-line package’’’ en electrónica y se refiere a una línea doble de contactos. Consiste en una serie de múltiples micro interruptores unidos entre sí.

Hall-effect switch también usado en electrónica, es un contador que permite leer la cantidad de vueltas por minuto que está dando un imán permanente y entregar pulsos.

Interruptor inercial (o de aceleración) mide la aceleración o desaceleración del eje de coordenadas sobre el cual esté montado. Por ejemplo los instalados para disparar las bolsas de aire de los automóviles. En este caso de deben instalar laterales y frontales para activar las bolsas de aire laterales o frontales según donde el auto reciba el impacto.

Interruptor de membrana (o burbuja) generalmente colocados directamente sobre un circuito impreso. Son usados en algunos controles remotos, los paneles de control de microondas, etc

Interruptor de nivel, usado para detectar el nivel de un fluido en un tanque.

Sensor de flujo es un tipo de interruptor que formado por un imán y un reed switch.

Interruptor de mercurio usado para detectar la inclinación. Consiste en una gota de mercurio dentro de un tubo de vidrio cerrado herméticamente, en la posición correcta el mercurio cierra dos contactos de metal.

Interruptor diferencial o Disyuntor dispositivo electromecánico para equipos eléctricos que protege a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento.

Ejemplos

Este es un ejemplo de conexión de una bombilla controlada por dos interruptores-conmutadores. Estos interruptores deben ser del tipo SPDT, 1 polo 2 vías.

Apagado Encendido

Si quisiéramos controlar esta misma bombilla con 3 interruptores debemos agregar un DPDT tal como se observa en la siguiente tabla.

Apagado Encendido

Para controlar la bombilla con más interruptores, debemos agregar más interruptores DPDT (4-way) entre los SPDT (3-way) de los extremos.

3.2 PRINCIPIO DE TRANSDUCCION

Un transductor es, simplemente, un dispositivo que proporciona una salida utilizable en respuesta a una magnitud física, propiedad o condición específica que se desea medir. Generalmente se trata de un dispositivo utilizado para convertir un fenómeno físico en una señal eléctrica. Los transductores se conocen con nombres diferentes en las distintas disciplinas técnicas: sensores (de presión, de fuerza, de temperatura), detectores, galgas, captadores, sondas, etc.

En el caso de los transductores que proporcionan como salida una señal eléctrica, se pueden distinguir genéricamente las siguientes partes: - sensor (o sonda), en contacto con la magnitud física. - mecanismos auxiliares. - captador, que proporciona una cierta señal eléctrica. - preamplificador o acondicionador de la señal.

Los sensores de presión o transductores de presión son elementos que transforman la magnitud física de presión o fuerza por unidad de superficie en otra magnitud eléctrica que será la que emplearemos en los equipos de automatización o adquisición estándar. Los rangos de medida son muy amplios, desde unas milésimas de bar hasta los miles de bar.

Para cubrir los diferentes rangos de medida, precisión y protección, disponemos de una gran variedad de transductores de presión, fabricados con diferentes tecnologías, que permiten cubrir todas sus necesidades. A continuación encontrará un resumen de prácticamente todos los sensores de presión disponibles en el mercado, agrupados según su formato y tipo de medida

Transductores de presión miniatura Transductores de presión

3.3 SENSORES DE PRESION

Los sensores de presión se utilizan para el control y la vigilancia en miles de aplicaciones de uso diario. Los sensores de presión también se puede utilizar para medir otras variables tales como líquido / flujo de gas, velocidad, nivel de agua, y la altitud.Sensores de presión, alternativamente se puede llamar transductores de presión, transmisores de presión, indicadores de presión y piezómetros, manómetros, entre otros nombres.

Sensores de presión puede variar drásticamente en la tecnología, el diseño, el rendimiento, la aplicación de conveniencia y coste. Una estimación conservadora sería que puede haber más de 50 tecnologías y al menos 300 empresas que los sensores de presión en todo el mundo.

También existe una categoría de sensores de presión que están diseñados para medir en un modo dinámico para captar los cambios de velocidad muy alta de la presión. Ejemplos de aplicación para este tipo de sensor estaría en la medición de la presión de combustión en un cilindro del motor o en una turbina de gas.

Tipos de mediciones de la presión

Los sensores de presión se pueden clasificar en términos de rangos de presión que miden, los rangos de temperatura de operación, y lo más importante el tipo de presión que medida. En términos de tipo de presión, sensores de presión se pueden dividir en cinco categorías:▪ Sensor de presión absolutaEste sensor mide la presión en relación con vacío perfecto presión (0 PSI de presión o no). La presión atmosférica, es 14.7 PSI en el nivel del mar , con referencia al vacío.

3.4 SENSORES DE FLUJO

El sensor de flujo es un dispositivo que, instalado en línea con una tubería, permite determinar cuándo está circulando un líquido o un gas.

Estos son del tipo apagado/encendido; determinan cuándo está o no circulando un fluido, pero no miden el caudal. Para medir el caudal se requiere un caudalímetro.

Tipos de sensor de flujo

Diagrama sensor de flujo tipo pistón.

De pistón

Es el más común de los sensores de flujo. Este tipo de sensor de flujo se recomienda cuando se requiere detectar caudales entre 0,5 LPM y 20 LPM.

Consiste en un pistón que cambia de posición, empujado por el flujo circulante. El pistón puede regresar a su posición inicial por gravedad o por medio de un resorte.

El pistón contiene en su interior un imán permanente. Cuando el pistón se mueve el imán se acerca y activa un reed switch, que cierra o abre (según sea la configuración) el circuito eléctrico.

El área entre el pistón y la pared del sensor determina su sensibilidad, y por ende a qué caudal se activará el sensor.

De paleta (compuerta)

Este modelo es recomendado para medir grandes caudales, de más de 20 LPM.

Su mecanismo consiste en una paleta que se ubica transversalmente al flujo que se pretende detectar. El flujo empuja la paleta que está unida a un eje que atraviesa herméticamente la pared del sensor de flujo y apaga o enciende un interruptor en el exterior del sensor.

Para ajustar la sensibilidad del sensor se recorta el largo de la paleta.

Diagrama sensor de flujo tipo tapón.

De elevación (tapón)

Este modelo es de uso general. Es muy confiable y se puede ajustar para casi cualquier caudal.

Su mecanismo consiste en un tapón que corta el flujo. Del centro del tapón surge un eje que atraviesa herméticamente la pared del sensor. Ese eje empuja un interruptor ubicado en el exterior del sensor.

Para ajustar la sensibilidad del sensor se perforan orificios en el tapón.

Sensor de flujo tipo paleta.

Para determinar el tipo de sensor de flujo se deben tomar en cuenta los siguientes factores:

Caudal de disparo: se debe seleccionar un sensor más sensible si se requiere detectar flujos muy bajos.

Pérdida de presión: al colocar cualquier objeto en el paso de un fluido se está reduciendo en alguna medida su presión. La presión de salida siempre va a ser menor a la de entrada, siendo el sensor de tapón el que más reduce la presión y el sensor de paleta el menos intrusivo.

Impurezas en los fluidos: los sólidos en los fluidos pueden obstruir el sensor de pistón. En cambio, el sensor de paleta es el que menos se ve afectado por los sólidos.

Tipo de fluido: se debe seleccionar un sensor que esté fabricado con materiales que soporten el tipo de fluido que vamos se va a detectar. La temperatura, presión, acidez y densidad son factores que se deben tomar en cuenta para seleccionar los materiales

TIPOS DE ELEMENTOS PRIMARIOS DE FLUJO:

Elementos deprimógenos: Placa Orificio, Tobera, Venturi, Cuña, Codo,

Pitot, Pitot Promediante. Este grupo de cauda límetros está basado en la ecuación de Bernoulli que establece que la suma de energía cinética más la energía potencial de altura más la energía potencial debido a la presión que tiene un fluido permanece constante. De ahí se puede deducir que frente a un aumento de velocidad, por ejemplo al pasar por una restricción en la cañería, se producirá una disminución en la presión, Se puede establecer una relación entre la velocidad circulante y la diferencia de presión que se produce. Esta diferencia de presión se puede medir y de ahí determinar la velocidad. Multiplicando esa velocidad por el área de la cañería obtendremos el caudal volumétrico.

Flujómetro Electromagnético:

Los caudalímetros electromagnéticos están basados en la Ley de Faraday, de la cual sededuce que en un conductor en movimiento en un campo magnético constante se inducirá unvoltaje. Este voltaje será proporcional a la velocidad de movimiento del conductor y a su longitud. Este fenómeno se reproduce en una caudalímetro electromagnético, que consta de bobinas que crean el campo magnético, un conductor que lo

atraviesa (el fluido en movimiento) sobre el cual se induce la diferencia de potencial, y los electrodos que miden esta diferencia de potencial. Esta será proporcional a la velocidad del fluido, con lo que el caudal se determina sencillamente multiplicando esta velocidad por la sección de la cañería.

Estos caudalímetros requieren que el líquido a medir tenga un mínimo de conductividad.

Turbina: Los medidores de tipo turbina se basan en el uso de piezas rotantes que son impulsadas por el flujo del fluido, (tales como hélices empujadas por el fluido) y giran a una velocidad proporcional al caudal del fluido circulante. Los caudalímetros a turbina no son aptos para medir productos viscosos ni con arrastre de sólidos.

Medidores de caudal por Ultrasonido:

Los caudalímetros por ultrasonido están basados en la propagación de ondas de sonido en un fluido. Existen dos principios básicos para esta medición:Tiempo de Tránsito y Efecto Doppler. En los caudalímetros por tiempo de tránsito, la velocidad de flujo se determina por la diferencia entre la velocidad de propagación de una onda de sonido a favor y otra en contra del flujo. Los elementos emisores y receptores pueden instalarse por fuera de la tubería sostenidos por abrazaderas. El instrumento de efecto doppler tiene un generador de ultrasonido que emite ondas. Si en el seno del líquido existen partículas o burbujas de gas, estas ondas chocan con ellas provocándose una reflexión de las ondas, un eco.

Cuando esto ocurre el eco devuelto tiene una frecuencia igual si el líquido está quieto o distinta que la enviada si está en movimiento. Esta nueva frecuencia depende de la velocidad de la partícula productora del eco, por lo que midiendo el corrimiento de frecuencia se puede determinar la velocidad del fluido y por lo tanto el caudal instantáneo.

Caudalímetros de Desplazamiento Positivo:

En este tipo de instrumento se llenan cámaras de tamaño conocido y son volcadas aguas abajo.

Contando el número de cámaras llenadas en un determinado tiempo se obtiene el caudal. Como ejemplos de este tipo de medidores encontramos a los de engranajes, lóbulos y paletas deslizantes.

Vortex:

De acuerdo al principio de Von

Karman, si en una cañería ponemos una obstrucción y medimos la frecuencia a la que se desprenden los remolinos o vórtices podemos determinar la velocidad y en consecuencia el caudal. Los caudalímetros vortex constan básicamente de un obstáculo que se opone al avance de un fluido, un sensor que determina la frecuencia dedesprendimiento de los vórtices, y una electrónica que da una señal enpulsos o convierte esta frecuencia en una señal normalizada.

Rotámetros:

El rotámetros es un instrumento generalmente de indicación local que consiste en un elemento llamado flotante que se encuentra en un tubo cónico (en la entrada inferior el área es menor que en la salida). El flotador es arrastrado al ir aumentando el caudal y se equilibra en un punto.

A cada caudal corresponde un punto de equilibrio, por lo que se puede graduar el rotámetro directamente en caudal. Medición en canal abierto: La medición de caudal en canal abierto es ampliamente utilizada en muchas industrias, en particular en la medición de efluentes industriales y domiciliarios.

Son típicamente utilizados para flujo por gravedad, con el líquido expuesto a la atmósfera, llenando parcialmente el canal. Para medir el caudal, se estrecha la sección transversal del canal, acelerando la circulación y variando la altura del líquido. Los componentes típicos de un sistema incluyen: elemento primario (vertedero, canaleta o canal venturi) que por medio de un estrechamiento acelera el flujo, sensor de nivel, por ejemplo por ultrasonido y transmisor.

Flujómetros másicos: Los caudalímetros másicos miden la masa que circula por unidad de tiempo. Los tipos más usados de caudalímetros másicos son por principio Coriolis y Másicos Térmicos. El efecto Coriolis es un fenómeno que se produce cuando un objeto se mueve en forma radial sobre un disco en rotación. A medida que un cuerpo de masa “m” se mueve sobre un disco que gira desde el centro hacia el borde en forma radial, va incrementando su velocidad tangencial. Eso implica que existe una aceleración que produce sobre la masa una fuerza conocida como Fuerza de Coriolis.

El caudalímetro Coriolis consta de uno o dos tubos que vibran en el que se producen fuerzas de distinto sentido que producen una deformación que es proporcional al flujo másico. Los caudalímetros por efecto Coriolis dan una medición directa de masa y densidad, no requieren tramos rectos en su instalación, no tienen requerimientos especiales de conductividad ni viscosidad de líquidos y aceptan cantidades importantes de sólidos en suspensión. Los caudalímetros Másicos Térmicos se basan en la dispersión del calor generado por el flujo de corriente eléctrica a través de una resistencia. La cantidad de calor absorbida por un fluido depende de su flujo másico.

3.5 SENSORES DE TEMPERATURA

Los sensores de temperatura se usan para medir la temperatura del aire o la temperatura superficial de líquidos y sólidos. Nuestra gama de sensores de temperatura es igual de amplia que las aplicaciones que se le pueden dar. Además de sensores de resistencia (Pt100) encontrara termoelementos del tipo K (NiCr-Ni). La serie WTR le ofrece para muchas aplicaciones una solución al problema. Además de los sensores estándar para el uso industrial, también tiene a disposición versiones para la industria alimentaria. Estas se distinguen por una conexión de acero inoxidable y por la posibilidad de crear un punto de medida aséptico. La particularidad de los sensores de temperatura del tipo WTR-400 es la construcción compacta. La conexión se realiza a través de una clavija M12. Opcionalmente puede añadir un transductor en la parte inferior de la carcasa, que da una señal de salida de 4-20 mA. Puede pedir adicionalmente tornillos de sujeción y manguitos soldados. Una versión especial es el modelo WTR-270. Los sensores de temperatura de este tipo están pensados como sensores de hincado, y no de instalación fija.

Los sensores de temperatura PT100 son generalmente de alambre de platino, el cual cambia su resistencia al cambiar la temperatura. Este tipo de sensores de temperatura usan un conductor frío, esto significa que estos sensores de temperatura tienen una resistencia inferior en temperaturas bajas y por tanto tienen una mejor conducción. Los sensores de temperatura que se componen de termómetros de resistencia tienen una característica especial, que se define en la norma DIN EN 60751 (2009-05). Esta indica, que por ejemplo los sensores de temperatura PT1000 deben tener una resistencia de 1000 ohmios a 0 ºC.La ventaja de esta normativa es que en caso de avería o defecto, los sensores de temperatura pueden ser simplemente cambiados, sin necesidad de recalibrar toda la cadena de medición. Tratamos siempre de mantener la resistencia de los sensores de temperatura lo más alta posible para minimizar al máximo la influencia en conexiones más largas.- clase B: dT = ± (0,30 °C + 0,005 · T)- clase C: dT = ± (0,6 °C + 0,01 · T)

Aquí, se ve claramente, que los sensores de temperatura de resistencia son más precisos que los termoelementos. Los rangos de medición de los sensores de temperatura se distinguen dentro de cada clase de precisión. Los sensores de temperatura de clase A pueden ser utilizados en un rango de -196 °C ... 450 ºC.

SENSORES DE TEMPERATURA

Termopar

Diagrama de funcionamiento del termopar

Un termopar es un circuito formado por dos metales distintos que produce un voltaje siempre y cuando los metales se encuentren a temperaturas diferentes.

En electrónica, los termopares son ampliamente usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación es la exactitud ya que los errores del sistema inferiores a un grado centígrado son difíciles de obtener.

El grupo de termopares conectados en serie recibe el nombre de termopila. Tanto los termopares como las termopilas son muy usadas en aplicaciones de calefacción a gas.

Funcionamiento

En 1822 el físico estoniano Thomas Seebeck descubrió accidentalmente que la unión entre dos metales genera un voltaje que es función de la temperatura. Los termopares funcionan bajo este principio, el llamado efecto Seebeck. Si bien casi cualquier par de metales pueden ser usados para crear un termopar, se usa un cierto número debido a que producen voltajes predecibles y amplios gradientes de temperatura.

El diagrama inferior muestra un termopar del tipo K, que es el más popular:

En el diagrama de arriba, este termopar de tipo K producirá 12,2mV a 300ºC. Desafortunadamente no es posible conectar un voltímetro al termopar para medir este voltaje porque la conexión a las guías del voltímetro hará una segunda unión no deseada. Para realizar mediciones precisas se debe compensar al usar una técnica conocida como compensación de unión fría (CUF).

La ley de los metales intermedios dice que un tercer metal introducido entre dos metales distintos de una unión de termopar no tendrá efecto siempre y cuando las dos uniones estén a la misma temperatura. Esta ley es importante en la construcción de uniones de termopares. Es posible hacer una unión termopar al estañar dos metales, ya que la estañadura no afectará la sensibilidad. En la práctica, las uniones termopares se realizan con soldaduras de los dos metales (por lo general con una carga capacitiva) ya que esto asegura que el desempeño no esté limitado al punto de fusión de una estañadura.

Por lo general, la temperatura de la unión fría es detectada por un termistor de precisión en buen contacto con los conectores de salida del instrumento de medición. Esta segunda

lectura de temperatura, junto con la lectura del termopar es usada por el instrumento de medición para calcular la temperatura verdadera en el extremo del termopar. Para aplicaciones menos críticas, la CUF es usada por un sensor de temperatura semiconductor. Al combinar la señal de este semiconductor con la señal del termopar, la lectura correcta puede ser obtenida sin la necesidad o esfuerzo de registrar dos temperaturas. La comprensión de la compensación de unión fría es importante; cualquier error en la medición de la temperatura de la unión fría terminará en el error de la temperatura medida en el extremo del termopar.

Linealización

Además de lidiar con la CUF, el instrumento de medición debe además enfrentar el hecho de que la energía generada por un termopar es una función no lineal de la temperatura. Esta dependencia se puede aproximar por un polinomio complejo (de 5º a 9º orden dependiendo del tipo de termopar). Los métodos análogos de linealización son usados en medidores termopares de bajo costo.

Modalidades de termopares

Los termopares están disponibles en diferentes modalidades, como sondas. Estas últimas son ideales para variadas aplicaciones de medición, por ejemplo, en la investigación médica, sensores de temperatura para los alimentos, en la industria y en otras ramas de la ciencia, etc.

A la hora de seleccionar una sonda de este tipo debe tenerse en consideración el tipo de conector. Los dos tipos son el modelo estándar, con pines redondos y el modelo miniatura, con pines chatos, siendo estos últimos (contradictoriamente al nombre de los primeros) los más populares.

Otro punto importante en la selección es el tipo de termopar, el aislamiento y la construcción de la sonda. Todos estos factores tienen un efecto en el rango de temperatura a medir, precisión y confiabilidad en las lecturas.

Tipos de termopares

• Tipo K (Cromo (Ni-Cr) / Aluminio (aleación de Ni-Al)): con una amplia variedad de aplicaciones, está disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. Tienen un rango de temperatura de −200 ºC a +1.200 ºC y una sensibilidad 41µV/°C aprox.

• Tipo E (Cromo / Constantán (aleación de Cu-Ni)): No son magnéticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico. Tienen una sensibilidad de 68 µV/°C.

• Tipo J (Hierro / Constantán): debido a su limitado rango, el tipo J es menos popular que el K. Son ideales para usar en viejos equipos que no aceptan el uso de termopares más modernos. El tipo J no puede usarse a temperaturas superiores a 760 ºC ya que una abrupta transformación magnética causa una descalibración permanente. Tienen un rango de −40ºC a +750ºC.

• Tipo N (Nicrosil (Ni-Cr-Si / Nisil (Ni-Si)): es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidación de altas temperaturas, y no necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S que son más caros.

Por otro lado, los termopares tipo B, R y S son los más estables, pero debido a su baja sensibilidad (10 µV/°C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300 ºC).

• Tipo B (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): son adecuados para la medición de altas temperaturas superiores a 1.800 ºC. El tipo B por lo general presentan el mismo resultado a 0 ºC y 42 ºC debido a su curva de temperatura/voltaje.

• Tipo R (Platino (Pt)-Rodio (Rh)): adecuados para la medición de temperaturas de hasta 1.600 ºC. Su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado quitan su atractivo.

• Tipo S (Hierro / Constantán): ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1.600 ºC, pero su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibración universal del punto de fusión del oro (1064,43 °C).

• Tipo T: es un termopar adecuado para mediciones en el rango de −200 ºC a 0 ºC. El conductor positivo está hecho de cobre y el negativo, de constantán.

Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen además una resolución menor. La selección de termopares es importante para asegurarse que cubren el rango de temperaturas a determinar.

3.6 SENSORES DE VELOCIDAD

El Sensor de Velocidad.

Algunos sensores de velocidad están hechos con una bobina móvil fuera de un imán estacionario. El principio de operación es el mismo. Un otro tipo de transductor de velocidad consiste en un acelerómetro con un integrador electrónico incluido. Esta unidad se llama un Velómetro y es en todos los aspectos superior al sensor de velocidad sismico clásico.

El sensor de velocidad fue uno de los primeros transductores de vibración, que fueron construidos. Consiste de una bobina de alambre y de un imán colocados de tal manera que si se mueve el carter, el imán tiende a permanecer inmòvil debido a su inercia. El movimiento relativo entre el campo magnético y la bobina induce una corriente proporcional a la velocidad del movimiento. De esta manera, la unidad produce una señal directamente proporcional a la velocidad de la vibración. Es autogenerador y no necesita de aditamentos electrónicos acondicionadores para funcionar. Tiene una impedancia de salida eléctrica relativamente baja que lo hace relativamente insensible a la inducción del ruido.

Aun tomando en cuenta estas ventajas, el transductor de velocidad tiene muchas desventajas, que lo vuelven casi obsoleto para instalaciones nuevas, aunque hoy en dia todavia se usan varios miles. Es relativamente pesado y complejo y por eso es caro, y su respuesta de frecuencia que va de 10 Hz a 1000 Hz es baja. El resorte y el imán forman un sistema resonante de baja frecuencia, con una frecuencia natural de 10 Hz. La resonancia tiene que ser altamente amortiguada, para evitar un pico importante en la respuesta a esta frecuencia. El problema es que la amortiguación en cualquier diseño práctico es sensible a la temperatura, y eso provoca que la respuesta de frecuencia y la respuesta de fase dependan de la temperatura.

3.6 SENSORES DE NIVEL

Se emite un impulso desde el transmisor del sensor. El impulso viaja hasta la superficie monitorizada y se refleja en la superficie volviendo al sensor. El tiempo del recorrido se divide por 2 y se convierte en una señal de salida directamente proporcional al nivel del material. En el caso del sensor ultrasónico, se mide la temperatura para compensar la variación de velocidad del impulso ultrasónico

SENSORES DE NIVEL.

Una polea con un flotador y un contrapeso es un sensor primario muy simple que convierte el nivel de líquido en un desplazamiento angular. Otra posibilidad es medir la diferencia de presión entre el fondo y la superficie del líquido (figura 11).

Detectores de nivel de líquido. Se utilizan para comprobar si el nivel de un depósito ha superado o no una determinada posición. Pueden ser mecánicos (flotador más interruptor), resistivos (si el líquido es conductor),