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Los sensores convierten magnitudes físicas en señales medibles. Su funcionamiento fiable depende no solo del elemento sensor, sino también de accesorios clave, como carcasas, acondicionadores de señal, conectores y hardware de montaje. A continuación se describen cinco tipos importantes de sensores, incluidos sus principios de funcionamiento y los accesorios esenciales.
1. Sensores lineales (Potenciométrico o magnetostrictivo)
Principio de funcionamiento: los sensores lineales potenciométricos utilizan una pista resistiva y un cursor. A medida que el cursor se desplaza linealmente, la resistencia cambia de forma proporcional, generando una salida en forma de divisor de tensión. Los sensores magnetostrictivos contienen un guía de ondas y un imán permanente; un impulso eléctrico genera un pulso de deformación que se refleja en la posición del imán, y el retardo temporal indica el desplazamiento.
Accesorios principales: carcasas resistentes a la intemperie (IP67), extremos de varilla o cojinetes esféricos para acoplamiento mecánico, conjuntos de cables con blindaje y acondicionadores de señal que convierten la resistencia o el retardo temporal en salidas de 4–20 mA o 0–10 V.
2. Sensores de pesaje ( Celdas de carga – Tipo por extensómetro)
Principio de funcionamiento: La mayoría de las celdas de carga utilizan un elemento elástico metálico (por ejemplo, viga, tipo S o tipo pastel) con cuatro extensómetros conectados en un puente de Wheatstone. Cuando se aplica una fuerza, el elemento se deforma, generando tracción en dos extensómetros (aumento de la resistencia) y compresión en los otros dos (disminución de la resistencia). El puente emite una señal en milivoltios proporcional a la carga.
Accesorios principales: Carcasas de acero inoxidable o de acero aleado para protección contra la corrosión, botones de carga y placas de montaje, cajas de conexiones para sumar múltiples celdas y amplificadores de precisión (con regulación de la tensión de excitación y compensación térmica).
3. LVDT (Transformador diferencial de variación lineal)
Principio de funcionamiento: Un transformador diferencial de variación lineal (LVDT) consta de una bobina primaria y dos bobinas secundarias arrolladas sobre un tubo hueco. Un núcleo ferromagnético se desplaza linealmente en el interior del tubo. La bobina primaria se excita con una señal de corriente alterna (típicamente de 1 a 10 kHz). Las dos bobinas secundarias se conectan en serie de forma opuesta; cuando el núcleo está centrado, las tensiones inducidas se anulan entre sí (salida nula). Al desplazar el núcleo se rompe este equilibrio, generando una salida en corriente alterna cuya amplitud es proporcional al desplazamiento y cuya fase indica la dirección.
Accesorios principales: Carcasas encapsuladas en acero inoxidable o epoxi para entornos agresivos, varillas de núcleo roscadas y palpadores con muelle de compresión, acondicionadores de señal que demodulan la salida en corriente alterna en tensión continua o en señal de 4–20 mA, y cables de conexión con baja capacitancia.
4. Sensores de par (Tipo reacción o rotativo)
Principio de funcionamiento: La mayoría de los sensores de par utilizan galgas extensiométricas adheridas a un eje o brida. En los sensores de par de reacción, el cuerpo está fijado y las galgas extensiométricas miden el momento torsor. En los sensores de par rotativos, un eje giratorio lleva instaladas galgas extensiométricas o un elemento magnetoelástico; la señal se transmite mediante anillos rozantes, acoplamiento inductivo o telemetría por radio. El cambio de resistencia de las galgas (puente de Wheatstone) es directamente proporcional al par.
Accesorios principales: Ejes ranurados o con chaveta para transmisión positiva, conjuntos de anillos rozantes (para tipos rotativos), módulos de telemetría inalámbrica, carcasas protectoras con rodamientos estancos y unidades amplificadoras/acondicionadoras que proporcionan salidas de voltaje o corriente filtradas y calibradas.
Accesorios generales comunes a todos los tipos
Los acondicionadores de señal (amplificadores, filtros, circuitos de linealización), los conectores eléctricos (M12, DIN), los soportes de montaje y las herramientas de calibración son comunes a muchos sensores. La selección adecuada de accesorios garantiza la precisión, la durabilidad y la compatibilidad electromagnética.
Comprender tanto el principio de detección como el hardware asociado es esencial para que los ingenieros implementen estos sensores de forma fiable en la automatización industrial, las pruebas automotrices, la robótica y el control de procesos.
