AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Los circuitos utilizan un componente capaz de amplificar la señal a través de una energía de alimentación.

• Operacional como amplificador: este circuito integrado tiene dos entradas: la inversora y la no inversora, y una salida. El amplificador operacional en modo ideal posee una impedancia infinita, implica que no se filtre intensidad por las entradas.

• Operacional como comparador: este amplificador obtiene la diferencia entre dos señales.

ACTUADORES

Órgano de mando de una válvula entre los que pueden estar las bobinas y los relés. Obedecen a una señal eléctrica o neumática procedente del controlador para llevarla a una posición deseada.

El servomotor de válvula consta de un diafragma sobre el que actúa la presión del aire, y ejerce una fuerza sobre la que se opone la tensión de un resorte.

El servomotor de pistón, cuando las carreras o los desplazamientos son importantes, o si se necesitan tiempos de respuesta reducidos.

Otro tipo de servomotores funcionan con energía eléctrica. Estos servomotores consiguen un par máximo de rotación o de traslación.

• Servomotores de continua

• Servomotores de alterna: principal característica responde rápidamente, el momento de inercia es pequeño. Ha de tener una gran capacidad para frenar un movimiento contrario en el momento que cambie el sentido de giro.

TRANSDUCTORES DE LUZ

Hacen uso de las radiaciones luminosas. Son afectados en sus propiedades eléctricas por las radiaciones, sean o no de luz visible.

• Resistencia LDR: utilizan la propiedad de algunos materiales de variar su resistencia eléctrica con luz.

• Fotodiodos: incidir la luz sobre este elemento, se genera una corriente eléctrica.

TRANSDUCTORES DE TEMPERATURA

• Termorresistencias: variación de la resistencia de un conductor con las temperaturas.

• Termistores: variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura.

• Termopares: fuerza electromotriz creada en la unión de dos metales distintos al variar la temperatura. La fem obedece a dos efectos termoeléctricos determinados: 
• Efecto Peltier: liberación o absorción de calor en la unión de dos metales distintos cuando circula una corriente a través de la unión.
• Efecto Thomson: liberación o absorción de calor cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente de tª.

1. Cobre-Constantán
2. Hierro-Constantán 
3. Cromel-Alumel
4. Platino-Platino Rodio

• Pirómetros de radiación: intensidad de la radiación emitida por un cuerpo.
• Pirómetros ópticos: desaparición visual del filamento de una lámpara al contacto con la imagen del objeto enfocado.

• Pirómetros de radiación total: una lente que convierte la radiación del objeto caliente en una termopila de pequeñas dimensiones.

TRANSDUCTORES DE PRESIÓN

• Mecánicos: miden la presión comparándola con un líquido de densidad y altura conocidos.
• Manómetro de presión absoluta: combinación de dos fuelles. El movimiento resultante de la unión de los dos fuelles equivale a la presión absoluta.

• Manómetro de columna de líquido: para la medida de bajas presiones. El tubo Bourdon es de sección elíptica, metálico y curvado. El diafragma es una o varias cápsulas circulares cerradas por dos campanas. Una para conectar la presión a medir y la otra queda libre a la atmósfera. El fuelle una sola pieza flexible axialmente, puede dilatarse o contraerse.

• Electromecánicos: elemento mecánico elástico junto con un transductor elástico que genera la señal eléctrica correspondiente.
• Transmisores eléctricos de equilibrio de fuerzas
• Resistivos
• Magnéticos
• Capacitivos
• Extensométricos
• Piezoeléctricos: si le das una señal eléctrica, se deforma; si se deforma, proporciona una señal eléctrica.

TRANSDUCTORES DE VELOCIDAD

• Tacómetro: instrumento que indica la velocidad de la máquina a la que va acoplado.

• Medidor de velocidad por impulsos y sistemas ópticos: el detector entrega una tensión que nos permite conocer el número de veces que la muesca o la cinta reflectora pasa por delante del detector.

TRANSDUCTORES DE DESPLAZAMIENTO

• Medidas de grandes distancias: se utiliza principalmente el radar, compuesto por un transmisor de radiaciones electromagnéticas generadas por un oscilador modular a impulsos.
• Medida de distancias cortas: cuando la distancia se va a medir no supera unos pocos metros, se utiliza un potenciómetro acoplado sobre un eje roscado.
• Medida de pequeños desplazamientos:
• Resistivo: existen resistencias de hilo metálico o material semiconductor construidas para variar su resistencia al ser deformadas. 

• Inductivos: se utiliza un sistema formado por dos devanados planos de igual paso, uno fijo y otro móvil que se desplaza sobre el fijo.

• Capacitivos: se pueden medir distancias de algunos metros, aunque no se emplean debido a su poca exactitud.

• Medida de ángulos:
• Resistivos (potenciómetro)
• Inductivo (resolver y syncro)
• Capacitivos
• Discos codificados

El inconveniente de los sistemas resistivos es el contacto móvil, que se sustituyen por sistemas inductivos. Los más empleados son los denominados 'syncro' y 'resolver'.

Para detectar posiciones angulares se usan los discos codificados, que proporcionan una señal digital en función de la posición en que se encuentren.

TRANSDUCTORES DE POSICIÓN:

• Finales de carrera mecánicos: sirven para detectar la posición de una determinada pieza.
• Final de carrera de palanca
• Final de carrera de émbolo
• Final de carrera de varilla

• Sensores de proximidad inductivos: utilizan un campo magnético para reaccionar frente a un objeto que se desea detectar. En función de los distintos materiales se diferencian:
• Émbolo: se mueve en el interior de otra.
• Palanca: barra rígida que se apoya, puede girar sobre un punto y sirve para transmitir una fuerza.
• Varilla: larga y delgada.

• Detectores inductivos sensibles a materiales metálicos: reaccionan ante cualquier material capaz de producir pérdidas por el efecto Foucault.

• Sensores de proximidad capacitivos: campo eléctrico como fenómeno físico aprovechable para reaccionar frente al objetivo a detectar.

• Sensores ópticos: permiten detectar todo tipo de objetos y productos.
• Sensores ópticos directos

• Sensores ópticos con fibras ópticas acopladas.

TIPOS DE SEÑALES. TRANSDUCTORES

• Hay dos tipos de señales:

• Señal analógica: la magnitud observada entre dos valores cualesquiera siempre se pueden encontrar los que se deseen.
• Señal digital: entre dos valores no hay intermedios, se salts directamente de uno a otro.



Sensor, transductor, captador:

• Sensor: se encuentra en contacto directo con la magnitud que se va a evaluar.
• Transductor: transforma la señal que sale del sensor en otra de tipo eléctrico que se puede utilizar para mejor. El sensor forma parte de él.
• Captador: transductor en el que la señal de salida no es de tipo eléctrico.
• Transmisor: transforma la señal que sale del sensor, transductor o captador y la convierte en señal normalizada.




Tratamiento de la señal:

• Se trata de que el circuito transmisor presente una salida para el fin previsto.




Propiedades de los sensores:

• Rango de medida: diferencia entre los máximos y los mínimos valores.
• Sensibilidad: pendiente de la curva que relaciona la salida eléctrica con la magnitud física.
• Resolución: variación de señal más débil.
• No linealidad: distancia mayor entre la curva de funcionamiento del sensor.
• Histéresis.
• Repetibilidad: la gráfica que relaciona la magnitud a medir con la salida eléctrica no siempre pasa por el mismo lugar. Los transductores más usuales se clasifican en función de la naturaleza de la magnitud de entrada que deben captar, siendo la señal de salida tipo eléctrico:
• De posición/desplazamiento
• De velocidad
• De presión/fuerza
• De temperatura
• De sonido, ondas electromagnéticas, de partícula subatómicas, de ultrasonidos, de nivel de CO2.

SISTEMA DE CONTROL

• Un sistema de control es un conjunto o combinación de componentes que actúan juntos para realizar el control:
• Mandos de entrada: permiten fijar el valor deseado de una variable.
• Captadores: miden el valor real alcanzado por una variable.
• Comparadores: calculan la diferencia entre valores.
• Amplificadores y actuadores: multiplican la señal de salida del comparador de modo suficiente para actuar con potencia elevada sobre el sistema o proceso a controlar.