¿Qué es un actuador? Es un elemento final en un lazo de control que produce una acción correctora dentro del lazo (calefactor, válvula, etc.).
¿Qué es un transductor? Es el elemento que acondiciona la señal proveniente del sensor para así obtener una señal eléctrica.
¿Cuáles son las ventajas de trabajar con señales eléctricas?
- Son de fácil manipulación (amplificar, filtrar, etc.)
- Se pueden trasladar fácilmente a través de cables o por espacio (en el caso de campos magnéticos)
- Se pueden manipular sin mayor complicación como para evaluar sus características de comportamiento.
Sensores de Temperatura
Define el principio de funcionamiento de las termoresistencias y las termocuplas:
Termoresistencias: El principio de su funcionamiento es ocupar la proporcionalidad de la resistencia de un conductor metálico a la temperatura. Elemento el cual varía su resistividad eléctrica frente a cambios de temperatura.
Termocuplas: Es un transductor el cual al someterle calor genera una tensión de salida del orden de los mV proporcional a la diferencia de temperatura.
Termo resistencia -150 a 600 ºC, costo medio, alta linealidad, alta exactitud.
Termocupla -150 a 1500 ºC, costo bajo, alta linealidad, requiere referencia.
Termistor -15 a 115 ºC, costo medio, no lineal, sensible.
¿Cuál es la norma que rige internacionalmente a las termocuplas?
RC21-4-1966 SAMA (EEUU)
DIN 43760 – 1968
Medición de Deformación y Desplazamiento
¿Qué es una galga extensométrica? Explique qué significa que una galga tenga un factor de calibre FG=2.
Una galga es un dispositivo capaz de medir indirectamente variables físicas que produzcan deformación en su montaje.
FG=2, significa que si la galga cambia su largo en 1% entonces el cambio de resistencia será del 2%.
¿Qué instrumentos miden el desplazamiento lineal?
Transformador diferencial, codificadores absolutos e incrementales.
¿Cuáles son los instrumentos que miden el desplazamiento angular?
Transductor potenciométrico, resolver (synchros), codificadores discretos, ópticos y magnéticos.
Transformador Diferencial
Explique el funcionamiento del transformador diferencial como instrumento que mide desplazamiento.
El funcionamiento se basa principalmente en tres bobinas, un primario y dos secundarios equidistantes del anterior y un núcleo móvil en el centro de estas. Al existir un desplazamiento del núcleo, se produce una inducción en una de las bobinas del secundario.
Codificador Discreto
Explique el funcionamiento de un codificador discreto con principio de funcionamiento óptico.
Un codificador discreto es una lámina de longitud L, la que se desliza libremente entre diodos emisores de luz (LEDs) y foto detectores ubicados en un punto fijo X, la lámina posee zonas que permiten el paso o el bloqueo de la luz.
Tacómetro
¿Cuáles son las desventajas del tacómetro para medir velocidad, y cómo se solucionan estas desventajas?
Las desventajas son: el mantenimiento que requieren las escobillas y el ruido de radio frecuencia que genera el conmutador. Este problema se minimiza con un filtro pasa bajos conectado a los terminales de salida.
Medición de Radiación
¿Qué instrumentos se usan para medir radiación, cuáles son sus ventajas y desventajas?
- Celda fotoconductiva: Útil para detectar luz del día, lentitud de reacción.
- Fotodiodo: Gran sensibilidad y rapidez de operación.
- Fototransistor: Alta sensibilidad, menor velocidad de operación.
- Tiristores accionados por luz: Aísla la señal eléctrica de la etapa de potencia del área de control.
¿Cuáles son los modos de operación de los fotodiodos?
- Fotovoltaico: El diodo trabaja como una celda solar, ya que, al recibir la luz desarrolla una tensión positiva en sus terminales. La desventaja; baja tensión, relación con la iluminación no lineal y respuesta lenta.
- Fotoconductiva: Para este modo se debe polarizar el fotodiodo en su zona inversa, la corriente negativa en el diodo se incrementa en forma proporcional a la radiación que recibe.
- El Fototransistor: Este actúa como un switch entre emisor y colector, siendo la base la que recibe la radiación (luz), al existir presencia de luz en la base la juntura E-C se unen permitiendo la circulación de corriente entre estos terminales.
Telemetría y Acondicionamiento de Señal
¿Qué es la telemetría?
Es la forma de transmitir mediciones con algún tipo de modulación de pulsos o codificada digitalmente, el objetivo es llevar la información a distancias considerables sin que el ruido la perturbe.
Defina 3 formas de acondicionar una señal.
- Eliminación del offset: Se requiere cuando los sensores tienen un desplazamiento DC con respecto a cero.
- Amplificar: El objetivo de esta acción es lograr el dominio de la señal.
- Filtrar: Se utiliza para anular la presencia de ruidos indeseables.
Sensores de Temperatura: Tipos y Diferencias
Mencione 4 tipos de sensores de temperatura y las principales diferencias entre ellos, además mencione cuáles de ellos utilizaría para medir temperaturas sobre 500ºC.
Termocuplas, termistores, termo resistencia, circuito integrado. Resistivos, termocuplas, y su principio de operación. Sobre 500ºC se recomienda utilizar sensores resistivos o termocuplas.
Explique el principio de funcionamiento de una termocupla y cuál es la diferencia entre los distintos tipos.
Las termocuplas son sensores de temperatura que funcionan bajo el efecto Seebeck y generan una diferencia de potencial que es función de la diferencia de temperaturas en los extremos de sus conductores, los cuales están unidos en el extremo donde se requiere medir la temperatura y abiertos en el extremo opuesto donde se mide la tensión. La principal diferencia física entre ellas es la composición de los materiales.
Puente Resistivo y Robótica
¿Recomendaría usted utilizar un puente resistivo con un sensor de posición resistivo para una aplicación de robótica? Justifique.
No, porque la resistencia del sensor de posición varía entre 0 y 100%. El puente resistivo se recomienda para sensores de resistencia con pequeños deltas entorno a una resistencia base. Convendría utilizar una fuente de tensión o corriente controlada.
Explique para qué y por qué se utiliza la constante K en el diseño del puente resistivo.
Se utiliza para simplificar la selección de las resistencias que conforman el puente resistivo, de forma que las resistencias superiores de cada rama sean iguales a las resistencias inferiores multiplicadas por un factor a determinar (que es K). Este factor se determina en función de un error absoluto máximo deseado para el puente.