Relación entre Exactitud y Tiempo de Medida en Sensores de Primer Orden

La relación entre la exactitud en la medida y el tiempo de medida con un sensor de primer orden y una entrada en escalón se basa en el hecho de que la respuesta del sensor a una entrada en escalón sigue una función exponencial que se aproxima asintóticamente al valor final deseado. Por lo tanto, la exactitud de la medida aumenta con el tiempo, ya que al inicio de la medida, el error es mayor debido a la diferencia entre la salida instantánea y el valor final, pero a medida que el tiempo avanza, la salida del sensor se acerca cada vez más al valor final, reduciendo el error y mejorando la exactitud.

Compensación de Temperatura en Galgas Extensiométricas

La compensación de la dependencia de la temperatura en galgas extensiométricas se logra utilizando un puente de impedancias, específicamente un puente de Wheatstone, ya que este permite medir cambios pequeños en la resistencia diferencialmente. Al construir el puente con galgas extensiométricas activas y galgas compensadoras que no están sujetas a deformación mecánica pero sí a las mismas variaciones de temperatura, se asegura que los efectos de temperatura sean cancelados. Este método aprovecha el diseño del puente para que las variaciones de resistencia debido a la temperatura afecten de manera simétrica a ambas ramas del puente, lo que permite que la señal de salida, que es la diferencia de potencial, se mantenga constante si no hay deformación, eliminando así los efectos no deseados de la temperatura

Amplificadores de Aislamiento y su Uso en la Medición

Los amplificadores de aislamiento se utilizan para permitir la medición con diferentes referencias de tierra a la entrada y salida, lo que a su vez posibilita el uso de aplicaciones de control como la medida de corrientes en motores.

Regulación de Línea y Regulación de Carga en Referencias de Tensión

La regulación de línea se refiere a la capacidad de la referencia de mantener una tensión estable a pesar de las variaciones en la tensión de alimentación, es decir, a medida que la tensión de entrada cambia, la tensión de la referencia se mantiene constante. La regulación de carga se refiere a la capacidad de la referencia de mantener una tensión constante a pesar de las variaciones en la corriente de la carga.

Importancia de la Temperatura de Referencia en Mediciones con Termopares

Para medir la temperatura con un termopar, es necesario conocer la temperatura de referencia debido al principio de funcionamiento basado en el efecto Seebeck, que genera una tensión proporcional a la diferencia de temperatura entre la unión caliente (donde se mide) y la unión fría o de referencia. Sin un segundo sensor de temperatura en la unión de referencia, no es posible determinar la temperatura exacta del punto de medición, ya que solo se obtendría una diferencia de potencial sin contexto. El termopar aporta la capacidad de medir temperaturas en un amplio rango y con una respuesta rápida, pero requiere esta referencia para proporcionar mediciones precisas y utilizables.

Transformadores Diferenciales Variables Lineales (LVDT)

Los Transformadores Diferenciales Variables Lineales (LVDT) son sensores utilizados para medir desplazamientos lineales con gran precisión. Su principio de funcionamiento se basa en un núcleo móvil de material ferroso que se desplaza dentro de una bobina primaria y dos bobinas secundarias. Cuando se aplica una corriente alterna a la bobina primaria, se induce un voltaje en las bobinas secundarias, cuya diferencia de potencial varía linealmente con la posición del núcleo.

Entre las características relevantes de los LVDT se encuentran:

  • Alta resolución y precisión.
  • Capacidad de operar en entornos extremos.
  • Gran repetibilidad y linealidad.
  • Escaso efecto de carga, lo que asegura una larga vida útil y fiabilidad.

Comparación entre Sensores de Distancia de Ultrasonidos y LIDAR

Los sensores de distancia de ultrasonidos y LIDAR funcionan bajo principios distintos. Los sensores de ultrasonidos emiten ondas sonoras de alta frecuencia que se reflejan en los objetos y miden el tiempo de retorno de las ondas para calcular la distancia, aprovechando la fórmula de distancia igual a velocidad del sonido multiplicada por el tiempo de vuelo dividido por dos. Por otro lado, los sensores LIDAR emiten pulsos de luz láser y miden el tiempo de vuelo de estos pulsos para determinar la distancia hasta un objeto.

Entre las principales diferencias, el LIDAR puede ofrecer mayor precisión y resolución que los ultrasonidos, especialmente a largas distancias y en aplicaciones que requieren mapeo detallado, mientras que los ultrasonidos son más económicos y efectivos en ambientes con visibilidad reducida. Sin embargo, ambos sensores comparten la capacidad de medir distancias sin contacto físico y son utilizados en robótica y automatización para detección de obstáculos y navegación.