Los 10 tipos de sensores más usados: Características y Usos

¿Qué son los sensores?

El sensor puede definirse como una máquina, un módulo, un subsistema o un dispositivo cuya finalidad es detectar cambios y acontecimientos en el entorno. La información relativa a estos cambios se envía además a otros dispositivos electrónicos, en su mayoría compuestos por un procesador informático. Un sensor se utiliza siempre junto con un dispositivo electrónico.

Los sensores se utilizan en varios objetos cotidianos, como las lámparas con sensación táctil que se atenúan y se encienden al tocar la base y los botones de ascensor sensibles al tacto. Con el tiempo, se han producido avances en las plataformas de micromáquinas y microcontroladores que son fáciles de usar.

Con el tiempo, los usos de los sensores han aumentado más allá de la medición de la presión o el flujo y de los campos tradicionales de la temperatura. Los sensores analógicos, como las resistencias de detección de fuerza y los potenciómetros, se utilizan mucho aún hoy en día.

Las aplicaciones comprenden los aviones y la industria aeroespacial, la medicina, los coches, la fabricación y la maquinaria, la robótica y otros aspectos relacionados con la vida cotidiana. Existen varios sensores que se utilizan para medir las propiedades físicas y químicas de los materiales.

Ahora vamos a leer sobre la clasificación de los sensores, tras lo cual repasaremos los tipos de sensores y cómo funcionan los sensores.

Clasificación de los sensores

Los sensores se clasifican en función de la señal de salida, de los parámetros físicos que miden y de otros aspectos. En función de la señal de salida, los sensores se clasifican en analógicos y digitales.

La salida dada por los sensores en el caso de los sensores de salida analógica es una tensión analógica que puede medirse y utilizarse para determinar el parámetro físico requerido. Para ello se utiliza la función de transferencia del sensor. Puede ser resistiva, capacitiva o cualquier cosa que sea analógica.

Los datos digitales que se pueden leer a través de los buses de comunicación paralelos o en serie son la salida de los sensores de salida digital. El formato de los datos, en este caso, se demuestra en la hoja de datos del sensor. Un sensor acelerómetro es un ejemplo de sensor digital que se utiliza para enviar los datos de salida mediante el bus de dos hilos I2C.

Los sensores se clasifican además en función de los parámetros físicos; estos tipos pueden utilizarse para medir cualquier cosa. Los sensores más comunes son el sensor de inclinación, el sensor magnético, las cámaras, el sensor de color, el sensor de presión, el sensor de huellas dactilares, el sensor de corriente, el sensor de luz, etc.

Diferentes tipos de sensores con sus aplicaciones

En la vida cotidiana, nos hemos acostumbrado a implementar con frecuencia varios tipos de sensores en los sistemas de energía que comprenden los sistemas de control de carga, los aparatos eléctricos y electrónicos y la automatización industrial y doméstica. Todos los tipos de sensores se dividen a su vez en sensores analógicos y digitales.

Sin embargo, hay algunos tipos de sensores que se utilizan en las aplicaciones electrónicas, como los sensores de presión, los sensores táctiles, los sensores IR, los sensores ultrasónicos, los sensores de temperatura, los sensores de proximidad, etc.

1. Sensores de temperatura

La temperatura es la magnitud ambiental que se suele medir por diversas razones. Hay diferentes tipos de sensores de temperatura que se utilizan para medir la temperatura, como los termistores, los detectores de temperatura de resistencia, los termopares, los sensores de temperatura de semiconductores, etc.

En función de los requisitos, se utilizan varios tipos de sensores para medir la temperatura en diferentes aplicaciones. Un simple sensor de temperatura con un circuito puede utilizarse para encender y apagar la carga a una temperatura específica.

Esta temperatura es detectada por el sensor de temperatura, en estos casos, se utiliza un termistor. El circuito del sensor de temperatura está compuesto por un termistor, un transistor, un relé y una batería. El sensor de temperatura activa el relé al detectar la temperatura requerida.

El relé enciende la carga que está conectada a él, que puede ser de CA o CC. Este circuito puede utilizarse además para controlar el ventilador en función de la temperatura. Principalmente, este tipo de sensor se puede clasificar en otros tipos como sensores de temperatura digitales, termistores, etc.

2. Sensores IR

Los pequeños chips fotográficos compuestos por fotocélulas que se utilizan para detectar y emitir luz infrarroja se denominan sensores IR. Estos sensores se utilizan sobre todo para diseñar tecnología de control remoto.

Estos sensores pueden utilizarse para detectar diversos obstáculos del vehículo robótico y controlar la dirección del mismo. Existen diferentes tipos de sensores que pueden utilizarse para la detección de luces infrarrojas.

Un ejemplo sencillo de un circuito sensor de IR que utilizamos en nuestro día a día es el mando a distancia del televisor. Se compone de circuitos receptores de IR y de circuitos emisores de IR que se pueden diseñar. El circuito emisor de IR es utilizado como mando a distancia por el usuario con el fin de emitir luz infrarroja.

Esta luz infrarroja se transmite o se envía al circuito receptor de infrarrojos que se conecta a los dispositivos, como los robots teledirigidos por infrarrojos o un televisor. Estos sensores se utilizan además para diseñar mandos a distancia de televisores.

Un control remoto de TV es un ejemplo de un proyecto de electrónica simple basado en un sensor IR que se utiliza con el fin de controlar un vehículo robótico en áreas remotas mediante el uso de IR o control remoto de TV. Este tipo de control remoto de TV se utiliza para enviar comandos al vehículo robótico.

3. Sensor ultrasónico

Un sensor o transceptor ultrasónico es un transductor que funciona según el principio del radar o el sonar y que se conoce por estimar los atributos del objetivo mediante su interpretación. Estos sensores se clasifican en sensores ultrasónicos activos y pasivos y pueden diferenciarse por su funcionamiento.

Los sensores ultrasónicos activos son conocidos por generar ondas sonoras de alta frecuencia que son recibidas por el sensor ultrasónico para la evaluación del eco. El intervalo de tiempo que se tarda en recibir y transmitir el eco ayuda a determinar la distancia a un objeto.

Sin embargo, los sensores de ultrasonidos pasivos sólo se utilizan para la detección de ruidos ultrasónicos cuya presencia se puede encontrar en condiciones específicas. Cuando se trata de la aplicación práctica de un sensor de ultrasonidos con un circuito, también puede utilizarse como un circuito sensor de distancia por ultrasonidos.

4. Sensor táctil

Se puede decir que los interruptores que se activan mediante el tacto tienen sensores táctiles. Estos sensores se clasifican en diferentes tipos en función de su tipo de tacto, como el interruptor táctil piezoeléctrico, el interruptor táctil de capacitancia y el interruptor táctil de resistencia.

Para controlar la carga, se diseña una carga sensible al tacto. El conmutador de carga controlado por el tacto, que se basa en el principio del sensor táctil, comprende varios bloques, como la placa del sensor táctil, la carga, el relé y el bloque de alimentación.

5. Sensor de proximidad

El sensor de proximidad es un tipo de sensor IoT en el que se identifica la existencia y no existencia de los objetos circundantes. Después de esto, la señal detectada se convierte en una forma que el usuario entienda.

Este tipo de sensor se aplica principalmente en el ámbito del comercio minorista, donde se detecta cualquier movimiento y se produce una asociación entre el consumidor y el producto. Los usuarios reciben notificaciones rápidas relacionadas con ofertas exclusivas y actualizaciones de descuentos de los productos en los que están interesados.

6. Sensor químico

Un sensor químico ayuda a determinar varios tipos de cambios en el líquido y a detectar las variaciones químicas del aire. Se utilizan principalmente en las grandes ciudades y pueblos, ya que es importante vigilar los cambios para proporcionar seguridad a las personas.

Este tipo de sensor se implementa esencialmente en la observación atmosférica comercial. Se utiliza para la gestión de procesos que pueden comprender productos químicos de evolución fortuita o intencionada, exposición radiactiva, industrias farmacéuticas y operaciones reutilizables en estaciones espaciales.

Los sensores químicos más utilizados son el FET químico, el tipo de gas electroquímico, la quimiorresistencia, el IR no dispersivo, el nanorod de óxido de zinc y el tipo de cloruro fluorescente.

7. Sensor de gas

Los sensores de gas son similares a los sensores químicos, pero están especialmente implementados para observar las modificaciones en la calidad del aire. Esto se hace para averiguar qué tipos de gases están presentes en él. Este sensor se está utilizando en múltiples ámbitos como la salud, la fabricación, la agricultura, para la supervisión del gas en las industrias del carbón, las investigaciones de los laboratorios químicos, etc.

Algunos de los sensores de gas que se han puesto en uso incluyen el tipo de hidrógeno, el higrómetro, el sensor de dióxido de carbono, el tipo de monitoreo de ozono, el tipo de contaminación del aire, el tipo de detección de gas, etc.

8. Sensores de humedad

La humedad se utiliza para definir el vapor presente en la atmósfera o en las sustancias gaseosas. Los sensores de humedad se utilizan como sensores de temperatura, ya que las operaciones de fabricación requieren condiciones de funcionamiento similares. Mediante la medición de la humedad, se puede garantizar que todo el procedimiento transcurra con facilidad.

En caso de modificación, se pueden tomar medidas inmediatas ya que estos sensores son conocidos por identificar rápidamente las variaciones. Existen numerosos ámbitos en los que se utilizan, como los ventiladores, el uso residencial y comercial para la calefacción, etc. Otros ámbitos son la meteorología, los invernaderos, el automóvil, la pintura, las industrias de revestimiento y los hospitales.

9. Sensor de aceleración

Un sensor de aceleración se utiliza para calcular la aceleración y los valores angulares. El acelerómetro se utiliza principalmente para calcular la aceleración. Hay dos tipos de fuerzas que crean un impacto en el acelerómetro; son la fuerza estática y la fuerza dinámica.

Estos sensores están presentes en numerosas configuraciones y su tipo de selección depende de los requisitos de la industria. Antes de seleccionar los sensores hay que comprobar algunos parámetros, como el número total de ejes, el ancho de banda, la sensibilidad, el tipo de salidas, etc.

10. Sensor de sonido

Los sensores de sonido pueden identificarse generalmente como los dispositivos de micrófono que se utilizan para suministrar el nivel correspondiente de tensión y sonido sobre la base de la detección del nivel de sonido. Mediante la implementación del sensor de sonido, se puede fabricar un pequeño robot para la navegación sobre la base del sonido recibido.

En comparación con los sensores de luz, el proceso de diseño de los sensores de sonido es complicado. La razón es la entrega de una mínima diferencia de voltaje por ellos. Además, esto debe ser amplificado para proporcionar una variación de tensión que sea medible.

Otros sensores incluyen un sensor de luz, sensores táctiles, sensores de fuerza, etc. Los tipos de sensores utilizados en los edificios incluyen sensores de detección de movimiento, sensores de cámara, sensores de gas, sensores de detección de humo e incendio, sensores de tensión y corriente eléctrica y sensores de temperatura.

Usos de los sensores

Si miramos a nuestro alrededor con atención, los sensores se utilizan en muchos productos que usamos en nuestro día a día. Los sensores se utilizan en diversas industrias, como la automovilística, la médica, la aeroespacial, la de defensa y la agrícola.

Los sensores de posición se utilizan para medir el movimiento, el desplazamiento y la posición y pueden ser rotativos o lineales. Se utilizan para controlar el acelerador, medir la dirección del viento, posicionar la rampa y el puente, simular vuelos y medir el ángulo de dirección.

Los sensores de presión se utilizan para medir la presión y pueden ser diferenciales, manométricos o absolutos. Los tipos más comunes de sensores de presión que se utilizan comprenden transductores que también se conocen como interruptores de presión o transmisores de presión.

Algunas de las áreas de aplicación de los sensores de presión son la presión del aceite, la presión de los neumáticos, los sistemas de frenado de los vehículos, la presión del aceite, los ventiladores, los filtros y las aplicaciones de motores y diésel. Los sensores de fuerza, también conocidos como células de carga o sensores de peso, se utilizan para aplicaciones de pesaje en balanzas.

Los sensores de peso son conocidos por dar la medida exacta del peso midiendo la cantidad de fuerza que se aplica. Los sensores de carga se utilizan en balanzas contadoras, balanzas de tolva, balanzas de plataforma, pesaje de depósitos y pesaje a bordo.

Los sensores de temperatura se utilizan para controlar y medir la temperatura de líquidos, sólidos y gases. Es el sensor más utilizado en los hogares y se utiliza en varias formas y tamaños para servir a diferentes propósitos.

Este tipo de sensor se utiliza en motores, placas de superficie, ordenadores, equipos industriales, radiadores eléctricos, control de gases de escape y electrodomésticos. Los sensores son muy beneficiosos y se emplean en diversos equipos utilizados en nuestra vida cotidiana.

Aplicaciones de los sensores digitales

Los sensores digitales son los sensores electroquímicos o los sensores electrónicos en los que se produce la transmisión y la conversión de datos. Se sabe que los sensores digitales han superado los inconvenientes presentes en los sensores analógicos y han empezado a sustituirlos lentamente.

Los sensores digitales son de diferentes tipos, como los acelerómetros digitales y los sensores digitales de temperatura. Un acelerómetro digital es conocido por generar una salida de onda cuadrada de frecuencia variable denominada modulación de ancho de pulso. En este caso, el acelerómetro modulado por ancho de pulso toma las lecturas a una velocidad fija.

Un sensor de temperatura digital es conocido por proporcionar la temperatura del dispositivo con lecturas de temperatura de 9 bits. Es conocido por actuar como un termostato con la presencia de tres salidas de alarma térmica. Se considera un sistema de control de temperatura digital que utiliza sensores de temperatura digitales.

Este sistema de control tiene varias ventajas y proporciona resultados precisos en comparación con el sistema de control de temperatura analógico. Un sistema de control de temperatura digital es capaz de proporcionar una indicación de la temperatura y se apaga cuando la temperatura supera un punto de referencia.

¿Cómo funcionan los sensores?

Se sabe que los sensores reaccionan según las condiciones físicas cambiantes aportando un cambio en sus propiedades eléctricas. Se ha observado que, en la mayoría de los casos, los sensores artificiales se basan en sistemas electrónicos para analizar, captar y transmitir la información del entorno.

En palabras sencillas, se puede decir que un sensor convierte los estímulos como el sonido, el movimiento, el calor y la luz en señales eléctricas. Estas señales pasan a través de una interfaz que, a su vez, las convierte en un código binario y las transmite a un ordenador para que las procese.

En la mayoría de los casos, los sensores actúan como un interruptor y se utilizan para controlar el flujo de cargas eléctricas que pasan por el circuito. Los interruptores son una parte importante de la electrónica, ya que son conocidos por cambiar el estado del circuito.

Los componentes presentes en los sensores, como los transistores, los diodos y los circuitos integrados o chips, están formados por material semiconductor. Estos materiales se incluyen en los circuitos de los sensores para que puedan utilizarse como interruptores.

La mayoría de los sensores utilizan radiaciones como el láser o la luz, las ondas de radio infrarrojas u otras ondas como las ultrasónicas para detectar los cambios y los objetos presentes en el entorno. Esto es posible si disponen de una fuente de energía que les ayude a emitir la radiación en la dirección de su objeto objetivo.

Esta radiación es reflejada por el objeto y es detectada por el sensor; se denomina sensor activo. Los sensores pasivos no emiten radiaciones u ondas propias y detectan lo que emiten los objetos objetivo, como la radiación infrarroja térmica, el calor o la radiación procedente de fuentes externas, como el sol, que se refleja en los objetos.

Ventajas e inconvenientes de los distintos sensores

Ahora vamos a repasar los pros de los diferentes sensores. Cuando se trata de un sensor táctil, el orificio del eje presente en la zona del sensor puede utilizarse para crear su propio parachoques. El sensor de color es conocido por detectar el color, evitar la luz ambiental y seguir las líneas.

El sensor giroscópico puede utilizarse para girar con precisión y medir el giro del robot. Un sensor de infrarrojos ayuda a encontrar la baliza y el receptor remoto. Se sabe que funciona y ayuda a medir la proximidad con precisión.

Un sensor ultrasónico mide en y cm y proporciona una medición precisa de la distancia y el seguimiento de la pared. Estos fueron los pros de los diferentes sensores, conozcamos los contras de los diferentes sensores. El contra en el caso de un sensor táctil es que el objeto debe tocar la parte roja del sensor y su área de sensor es pequeña.

Se sabe que el sensor de color sólo es fiable cuando está a corta distancia y el color de la luz que detecta es blanco. En el caso del sensor giroscópico, se requiere que el robot esté quieto cuando se enchufa. Puede ser poco fiable y tocarse muchas veces.

Los otros contras de los diferentes sensores incluyen el sonido de los ultrasonidos que puede interferir con el sensor. El sensor de infrarrojos no está permitido en FLL y no se mide en cm o en. Espero que hayas recibido una gran visión sobre los sensores a través de este blog.