27 Sep
Fundamentos de Interruptores, Transductores y Sensores en Automatización
¿Qué es un Interruptor?
Un interruptor es un dispositivo eléctrico que permite abrir o cerrar un circuito, controlando el flujo de corriente. Cuando el interruptor está en la posición “abierto”, interrumpe el paso de la corriente, mientras que cuando está en la posición “cerrado”, permite que la corriente fluya a través del circuito.
Tipos de Interruptores
Interruptor de Presión
Un interruptor de presión se utiliza para controlar un circuito eléctrico basado en la presión del fluido dentro de un sistema, activando o desactivando el circuito cuando se alcanza un nivel de presión preestablecido. También es conocido como presostato o switch de presión.
Funcionamiento de un Interruptor de Presión
Primero, se ajusta el presostato a la presión deseada mediante un tornillo que regula la tensión del muelle interno. Cuando la presión del fluido (líquido o gas) iguala la del muelle, un diafragma o pistón activa el cierre de los contactos. Si la presión baja, los contactos se abren.
Interruptores de Nivel
Los interruptores de nivel son dispositivos que detectan cambios en el nivel de un líquido o material dentro de un contenedor. Funcionan como interruptores on/off, alternando entre dos posiciones: una para abrir y otra para cerrar el circuito.
Interruptores de Temperatura
Los interruptores de temperatura son dispositivos que abren o cierran un circuito eléctrico según un valor de temperatura preestablecido. Utilizan un elemento sensible al calor para activar o desactivar el paso de corriente cuando se supera o se baja dicho valor.
Interruptor de Flujo
Un interruptor de flujo detecta cambios en el flujo de líquidos o gases y activa o desactiva un circuito eléctrico al alcanzar un umbral preestablecido, funcionando mediante la detección física o térmica del movimiento del fluido.
Interruptor de Límite
Un interruptor de límite es un dispositivo electromecánico que detecta la presencia o ausencia de un objeto físico dentro de un rango específico y, basado en esta detección, activa o desactiva un circuito eléctrico.
Partes de un Interruptor de Límite
Un interruptor de límite generalmente consta de tres componentes principales:
- Actuador: Es la parte del interruptor que entra en contacto con el objeto o la pieza que está siendo monitoreada. Puede ser una palanca, un émbolo o un rodillo.
- Mecanismo interno de conmutación: Es el que se activa cuando el actuador es empujado, cambiando el estado de los contactos eléctricos (abriendo o cerrando un circuito).
- Carcasa y conectores: Protegen los componentes internos y permiten la conexión del interruptor a otros sistemas eléctricos.
Transductores y Sensores: Conceptos Esenciales
¿Qué es la Transducción?
La transducción es la conversión de magnitudes físicas en señales eléctricas.
¿Qué es un Transductor?
Los transductores son dispositivos clave en los sistemas de automatización y de control, pues son los que permiten detectar, registrar y transformar diferentes tipos de magnitudes físicas en señales eléctricas.
Principios de Transducción según su Funcionamiento
- Piezoeléctricos, capacitivos, termoeléctricos.
- Electromagnéticos: resistivos y fotoeléctricos.
Parámetros de Funcionamiento de un Transductor
Los parámetros que comúnmente determinan el desempeño de un transductor son: exactitud, precisión, velocidad de respuesta, estabilidad e histéresis.
Sensores de Presión
Un sensor de presión es un dispositivo que detecta y mide la fuerza ejercida por un fluido (líquido o gas) sobre una superficie.
Tipos de Sensores de Presión
Sensores de Presión Resistivos (Medidores de Tensión)
Funcionan mediante un elemento cuya resistencia eléctrica cambia al deformarse. Al aplicarse presión, una membrana se deforma y modifica la resistencia de un componente interno, generando así una señal eléctrica proporcional a la presión ejercida.
Sensores de Presión Capacitivos
Detectan cambios en la presión mediante la variación de capacitancia entre dos placas, una fija y otra flexible. Al deformarse por la presión, cambia la distancia entre ellas y, por tanto, la capacitancia, generando una señal eléctrica proporcional.
Sensores de Presión Piezoeléctricos
Generan una señal eléctrica al aplicar presión sobre un material que produce carga eléctrica por deformación mecánica. Esta carga es proporcional a la presión aplicada y puede ser medida.
Sensores de Flujo
Los sensores de flujo miden la cantidad de fluido que pasa por un conducto, ya sea en masa (Qm) o en volumen (Qv) por unidad de tiempo. Su principio de funcionamiento varía según se trate de gases o líquidos.
Tipos de Medidores de Flujo
Medidores por Efecto Venturi
El efecto Venturi consiste en la aparición de una diferencia de presión entre dos puntos de una misma tubería con distinta sección y, por lo tanto, diferente velocidad y paso del fluido.
Medidores por Presión Dinámica
Estos sensores de caudal operan mediante el desplazamiento de un pistón o flotador impulsado por la presión dinámica del fluido. El movimiento resultante es proporcional a la velocidad del flujo y permite medir el caudal.
Medidores por Velocidad y por Inducción
Estos transductores, basados en la ley de Faraday, generan una fuerza electromotriz (f.e.m.) cuando un conductor se mueve transversalmente a un campo magnético. La f.e.m. es proporcional a la longitud del conductor, su velocidad y la intensidad del campo magnético.
Sensores de Nivel
Los transductores de nivel se utilizan para conocer el estado de llenado de depósitos de líquidos o sólidos en forma de polvo o granulados.
Tipos de Sensores de Nivel
- Detección de varios niveles.
- Detección de tipo analógico.
Transductores Todo o Nada
Se basan en líquidos, que pueden medirse por contacto entre dos electrodos sumergidos en ellos. Para el caso de sólidos o líquidos no conductores, suelen emplearse métodos fotoeléctricos o detectores de proximidad capacitivos.
Transductores por Presión
Una forma de medir el nivel de líquidos es midiendo la presión en el fondo del depósito. La diferencia de presión entre el fondo y la superficie es proporcional al nivel del líquido y a su peso específico.
Transductores por Flotador
Consiste en el empleo de un flotador solidario a un sistema de palancas y unido a un sensor de distancia o desplazamiento.
Transductores Ultrasónicos
Se basan, en realidad, en la medición de la distancia desde el fondo a la superficie o desde el punto máximo a la superficie.
Otros Tipos de Sensores
Sensores de Peso
Es un sensor plano integrado en una membrana flexible de circuito impreso, que se puede colocar fácilmente entre piezas mecánicas para medir fuerzas sin interferir en el sistema.
Sensores de Velocidad
Su objetivo principal es convertir el movimiento en una señal eléctrica que pueda ser procesada. Algunos de los métodos más comunes incluyen el Efecto Hall.
Sensores de Conductividad
Estos sensores funcionan de manera continua incluso en líquidos conductores semisólidos o muy densos, como en la industria alimentaria o en aguas residuales.
Criterios para la Selección de un Sensor
- El tipo de medición que se requiere.
- El tipo de salida que requiere el sensor.
Simbología de Interruptores
Símbolo de Interruptor General
Símbolo de Interruptor de Presión
Símbolo de Interruptor de Nivel
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