3.1. Tipos de sensores

1. DE POSICIÓN

Proporcionan información sobre la presencia de un objeto. Se pueden clasificar, según el principio de funcionamiento, en:

- Finales de carrera. A su vez se clasifican en función del elemento captador en: de palanca, de émbolo o de varilla. Son dispositivos del tipo todo o nada y su funcionamiento es muy parecido al de un interruptor. Suelen estar colocado al final de un recorrido, como puede ser una cinta y si un objeto llegue al final, se actúa sobre él. También pueden ir incorporados en un dispositivo móvil como un robot. Si este tropieza con un objeto o un obstáculo, cambiará la dirección. 

Final de carrera con rueda

Imagen de leantec.es. Recuperado de https://leantec.es/1723-thickbox_default/final-de-carrera-con-rueda-5a-250vac-1-conmutado.jpg. 

- Detectores de proximidad inductivos. Constan de una bobina eléctrica que crea un campo magnético. Puede detecta objetos metálicos que al acercarlos al dispositivo, se modifica la inducción de la bobina por efecto de histéresis o Foucault.

M12 SENSOR PROXIMIDAD INDUCTIVO PNP 

Imagen de leantec.es. Recuperado de https://leantec.es/374-thickbox_default/sensor-inductivo-de-proximidad-pnp.jpg

- Detectores de proximidad capacitivos. El dispositivo en sí basa la detección en la variación de la capacidad de un condensador. Esta variación se puede deber a la separación que existe entre las armadura del condensador, a la variación de la constante del dieléctrico que hay entre las armaduras o a la variación de la superficie enfrentada de las armaduras.

MODULO TTP223B SENSOR CAPACITIVO TACTIL INTERRUPTOR ARDUINO 

Imagen de leantec.es. Recuperado de https://leantec.es/940-thickbox_default/modulo-ttp223b-sensor-capacitivo-digital-touch-tactil-interruptor-arduino.jpg

- Detectores de proximidad ópticos. Se basan en la detección de un haz de luz. Este suele ser infrarrojo para evitar las luces parásitas. Este tipo de dispotivos está compuesto por un emisor de luz. En el otro extremo suele haber un detector de luz (un fotodiodo o fototransistor). En algunos montajes, no hay receptor en el otro extremo sino un reflector y el dispositivo sensor hace las veces de emisor y receptor de luz.

- Otros detectores de proximidad. Hay una mucha variedad en cuanto a sensores de proximidad. En Arduino, se utilizan con frecuencia los sensores de posición ultrasónicos. 

SENSOR DE DISTANCIA ULTRASÓNICO HC-SR04

Imagen de leantec.es. Recuperado de https://leantec.es/204-thickbox_default/sensorhc-sr04.jpg

2. DE DESPLAZAMIENTO

Proporciona información sobre la posición relativa de un objeto. Se pueden clasificar según el principio de funcionamiento en:

- Rádar. Se basa en la emisión de pulsos de ondas electromagnéticas y la recepción de los ecos que estas producen. El cálculo de la distancia se  puede realizar mediante el tiempo transcurrido entre la emisión de la señal y la recepción de su eco, sabiendo que una señal electromagnética tiene una velocidad de propagación igual a la velocidad de la luz. Si este proceso se repite, no solo se puede calcular la distancia sino también el desplazamiento que realiza un objeto.

- Detectores lineales de pequeñas distancias. Están basados, fundamentalmente, en un potenciómetro lineal para medir distancias rectas, o en un potenciómetro angular para medir variaciones angulares.

HCSR501 MODULO SENSOR DETECTOR DE MOVIMIENTO PIR HC-SR501 ARDUINO

Imagen de leantec.es. Recuperado de https://leantec.es/1294-large_default/xhcsr501-modulo-sensor-de-movimiento-pir-hc-sr501-arduino-detector.jpg.pagespeed.ic.3RfoRvVAMB.webp

3. DE VELOCIDAD

Permiten medir la velocidad lineal o angular de un objeto expresada en rpm. Este tipo de sensores son muy interesante en Robótica ya que permiten controlar la velocidad de desplazamiento de un motor. Controlando el giro del mismo, se puede controlar una rueda por lo que es el principio básico de desplazamiento de un artefacto, controlando la velocidad de giro de las ruedas en las que está apoyado. 

El fenómeno físico en el que se basan para realizar la detección puede variar. Por ejemplo, se puede detectar la velocidad de giro de un motor mediante infrarrojo o mediante sistemas magnéticos con rueda dentada.

4. DE PRESIÓN

Proporciona información sobre la presión que está ejerciendo un fluido o un sólido sobre otro. Se pueden clasificar según el principio de funcionamiento en:

- Mecánicos. Se basan en el desplazamiento o deformación de ciertos elementos del transductor. Los hay de dos tipos: primarios de medida directa, como puede ser el barómetro de cubeta, el manómetro de tubo en U o el manómetro de tubo inclinado que miden la presión comparándola con una presión de referencia y conociendo la diferencia de alturas debida a la presión. Y los primarios elásticos, que se deforman por la presión a la que están sometidos, como puede ser el tubo de Bourdon, el elemento en espiral, el fuelle, etc.

- Electromecánicos. Como en el caso anterior, se basan en la deformación o desplazamiento de unas partes del transductor que son usados para actuar sobre elementos eléctricos (potenciómetros, condensadores y bobinas), modificando una tensión o intensidad. En este grupo se encuentran las galgas extensiométricas, cuya resistencia eléctrica varía cuando se modifica su forma. Los hay de distintos tipos: resistivos, magnéticos, capacitivos, extensiométricos, piezoeléctricos, etc.

- Piezoeléctricos. Están basados en las propiedades de ciertos materiales como el cuarzo que al ser sometido a presión genera una tensión eléctrica entre sus caras proporcional a la presión aplicada entre las mismas.

Sensor Piezo Eléctrico 27 mm

Imagen de geekbotelectronics.com. Recuperado de http://www.geekbotelectronics.com/wp-content/uploads/2015/04/piezoElectrico.jpg

- Neumáticos y electrónicos. Entre ellos se encuentran: los mecánicos, medidor McLeod, térmicos, ionización, etc. El medidos McLeod se suele utilizar como aparato de precisión para calibrar otros dispositivos de medida. Los térmicos se basan en el principio de proporcionalidad entre la energía disipada en un filamento rodeado de un gas a bajas presiones cuando este es atravesado por una corriente eléctrica y la presión del gas.

5. DE TEMPERATURA

Proporcionan información sobre la temperatura ambiental o de un objeto más o menos cercano. Se pueden clasificar según el principio de funcionamiento en:

- Dilatación. Se basan en el efecto que sufren los materiales cuando se modifica su temperatura. Un ejemplo eran los termómetros de mercurio cuya venta está prohibida al ser altamente contaminantes.

- Termorresistencias RTD. Se basan en la variación de la resistencia eléctrica que experimentan los metales con la temperatura. 

- Termistores NTC y PTC. Se basan en la variación de la resistencia eléctrica que sufren los semiconductores como consecuencia de la temperatura. Se denominan NTC si la resistencia eléctrica disminuye al aumentar la temperatura y PTC si aumenta con la temperatura.

TERMISTOR NTC 100K 3950 1M CABLE REPRAP SENSOR TEMPERATURA IMPRESORA 3D

Imagen de leantec.es. Recuperado de https://leantec.es/1488-thickbox_default/termistor-ntc-100k-3950-1m-cable-reprap-sensor-temperatura-prusa-impresora-3d.jpg

- Termopares. Consisten en la unión de dos metales distintos y se basan en la generación de una fuerza electromotriz proporcional al calor aplicado en la unión.

- Pirómetros de radiación. Se utilizan para medir grandes temperaturas y se basan en que todo cuerpo caliente emite una radiación proporcional a la cuarta potencia de su temperatura. Pueden ser ópticos o de radiación total.

- Unión PN inversamente polarizada. Se basa en el incremento de corriente de portadores minoritarios de una unión PN inversamente polarizada al aumentar la temperatura de unión.