CLASIFICACIÓN DE SENSORESUniversidad Santiago de Cali

Ing. Edwin J. Ortega

Docente H.C.

¿Que es un sensor?• Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es

más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular.

¿Como se clasifican?

Los sensores se pueden clasificar según:

• Su principio de funcionamiento

• El tipo de señal de salida

• El rango de valores de salida

• El nivel de integración

• El tipo de variable medida

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOActivos - Pasivos

Según el principio de funcionamiento

Encontramos dos tipos de sensores:

• Activos

• Pasivos

Sensores Activos• Son aquellos que generan señales representativas de las

magnitudes a medir en forma autónoma, sin requerir de fuente alguna de alimentación.

Sensores Pasivos• Son aquellos que generan señales representativas de las

magnitudes a medir por intermedio de una fuente auxiliar.

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL TIPO DE SEÑAL QUE GENERANDigitales – Análogos – Temporales.

Sensores Digitales• Los sensores digitales son aquellos que frente a un

estímulo pueden cambiar de estado ya sea de cero a uno o de uno a cero (hablando en términos de lógica digital) en este caso no existen estados intermedios y los valores de tensión que se obtienen son únicamente dos, 5V y 0V (o valores muy próximos)

Sensores Análogos• es aquel que, como salida, emite una señal comprendida

por un campo de valores instantáneos que varían en el tiempo, y son proporcionales a los efectos que se están midiendo

Sensores temporales• Son aquellos que entregan una señal

variable en el tiempo la cual puede ser una onda sinusoidal, triangular o cuadrada.

SEGÚN EL RANGO DE VALORES DE SALIDAOn/Off – De medida

Sensores On/Off

También conocidos como sensores si-no, sensores 0-1, sensores on-off, o sensores binarios son en general dispositivos mecánicos simples, los mas comunes son:• Interruptores Reed que se conectan por la proximidad de

un imán.• Interruptor de péndulo, donde un peso cuelga de un hilo

conductor dentro de un anillo metálico y las vibraciones o movimiento del anillo producen el cierre del circuito. 

Sensores de Medida

• En estos sensores se obtiene una salida proporcional a la señal de entrada

SEGÚN EL NIVEL DE INTEGRACIÓNDiscretos – Integrados - Inteligentes

Sensores discretos• Sensor en el que el circuito de acondicionamiento se

realiza mediante componentes electrónicos separados e interconectados entre sí.

Sensores integrados• Elemento sensor y circuito acondicionador (al menos

este ultimo) construidos en un único circuito integrado, monolítico o hibrido.

Sensores inteligentes• Realiza al menos una de las siguientes funciones

• Cálculos numéricos• Comunicación en red ( No una punto a punto)• Autocalibracion y autodiagnostico• Múltiples medidas con identificación del sensor

SEGÚN EL TIPO DE VARIABLE FÍSICA MEDIDAMecánicos – Eléctricos – Magnéticos – Térmicos – Acústicos – Ultrasónicos – Químicos – Ópticos – Radiación – Laser.

Sensores Mecánicos• Son dispositivos que cambian su comportamiento bajo la

acción de una magnitud física que pueden directa o indirecta.

• Los sensores mecánicos son utilizados para medir: Desplazamiento, posición, tensión, movimiento, presión, flujo.mente transmitir una  señal que indica cambio.

Sensores Eléctricos• Un sensor es un dispositivo capaz de detectar

magnitudes físicas o químicas, llamadas variables de instrumentación, y transformarlas en variables eléctricas. Las variables de instrumentación pueden ser por ejemplo: temperatura, intensidad lumínica, distancia, aceleración, inclinación, desplazamiento, presión, fuerza, torsión, humedad, movimiento, pH, etc.

Sensores Magnéticos• Se sirve del efecto Hall para la medición de campos

magnéticos o corrientes o para la determinación de la posición.

Sensores Térmicos• Se usan para la medición precisa de la temperatura,

proporcionan una indicación visual o una señal de realimentación mecánica o eléctrica que puede ser utilizada en un sistema de lazo cerrado para permitir el control automático de procesos térmicos.

• Sensores termorresistivos• Sensores termoeléctricos• Sensores monolíticos o de silicio• Sensores piroeléctricos

Sensores termorresistivos.• También denominados termorresistencias, son

dispositivos cuya resistencia cambia a medida que lo hace la temperatura. Los más conocidos son los detectores de temperatura resistivos o RTD (resistance temperature detectors), basados en materiales metálicos como el platino y el níquel, y los termistores, basados en óxidos metálicos semiconductores

Sensores termoeléctricos• Popularmente conocidos como termocuplas o

termopares, son dispositivos que producen un voltaje proporcional a la diferencia de temperatura entre el punto de unión de dos alambres metálicos disímiles (unión ca¬liente) y cualquiera de los extremos libres (unión fría). Este fenómeno se denomina efecto Seebeck.

Sensores monolíticos o de silicio• Son dispositivos basados en las propiedades

térmicas de las uniones semiconductoras (PN), particularmente la dependencia de la tensión base emisor (VBE) de los transistores bipolares con la temperatura cuando la corriente de colector es constante. Generalmente incluyen sus propios circuitos de procesamiento de señales, así como varias funciones de interface especiales con el mundo externo.

Sensores piroeléctricos• También denominados termómetros de radiación,

son dispositivos que miden indirectamente la temperatura a partir de la medición de la radiación térmica infrarroja que emiten los cuerpos calientes.Los termostatos, termorresistencias y sensores de silicio son dispositivos generalmente invasivos, es decir deben estar en contacto físico con la substancia u objeto cuya temperatura se desea medir.

Sensores Acústicos.• Los micrófonos son los sensores que facilitan la

conversión de una señal acústica en eléctrica. Se pueden aplicar diversos principios a su realización siendo la más común la combinación de fenómenos mecánico-acústicos y su conversión electromecánica.

• Capacitivos

• Piezoeléctricos

• Electrodinámicos

Sensor acústico capacitivo

• El micrófono de condensador está formado por una placa delgada o membrana llamada diafragma, tal que es susceptible de moverse por acción de las variaciones de presión sonora, y por otra placa posterior fija y paralela al diafragma. Los movimientos de éste, respecto de la placa posterior, determinan variaciones de la capacidad eléctrica del condensador así formado. La polarización del condensador se realiza a un nivel fijo de corriente continua y a través de un circuito con alta constante de

Sensor acústico piezoeléctrico

• Utiliza la fuerza producida por la presión del aire para deformar un material piezoeléctrico que a su vez genera carga eléctrica. Los materiales utilizados pueden ser tanto cristales naturales (cuarzo, turmalina, etc), como los creados añadiendo impurezas a una estructura cristalina natural (titanatos de Bario y titanozirconatos de Plomo).

Sensor acústico Electrodinámico

• Se denominan también de bobina móvil. Este sensor utiliza la velocidad comunicada al diafragma por la presión sonora para inducir una fuerza electromotriz en la bobina móvil que se halla en el interior de un campo magnético.

Sensores Ultrasónicos• Lossensoresultrasónicossoninterruptoreselec-

trónicosquetrabajansincontacto.Laparteemisoragenerapulsosdesonidosmuyfuertesdentrodelrangodelultrasonido.

Sensores Químicos• Los sensores químicos

están formados por: Un receptor que se encarga de reconocer selectivamente a la especie química a detectar y un transductor que se encarga de convertir la señal química en señal eléctrica.

Sensores Ópticos• Un sensor óptico se basa en el aprovechamiento de la

interacción entre la luz y la materia para determinar las propiedades de ésta. Una mejora de los dispositivos sensores, comprende la utilización de la fibra óptica como elemento de transmisión de la luz.

Sensores de Radiación

Son necesarios para determinar las propiedades de las partículas (E, q, m) de la radiacion.

Fundamentales para:• 1. Informacion acerca de los nucleos.• 2. Proteccion y control de radiactividad.

Se fundamenta en la interaccion de la radiación con la materia• Distinta interacción distintos detectores

Sensores Laser• Cuando se inventaron, en 1960, los láseres se calificaron

como "una solución a la espera de un problema". Desde entonces, se han vuelto omnipresentes y actualmente pueden encontrarse en miles de aplicaciones, en campos muy variados, como la electrónica de consumo, la tecnología de la información, la investigación científica, la medicina, la industria y el sector militar.