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Sensores.
Sensores de posición:
Codificadores ópticos.
Optointerruptores mejorados, con numerosas muescas distribuidas en el la superficie del disco.
Absolutos (Cab): El disco impreso en codificación binaria. Cada ‘bit’ es leído por un receptor diferente. Se puede ‘codificar’ con algún cifrado conocido, tal como el BCD.
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Sensores.
Sensores de posición:
Codificadores ópticos.
Optointerruptores mejorados, con numerosas muestras distribuidas en el la superficie del disco.
Incrementales (Cin): Se trata de un disco con muescas en sólo una pista. Además posee dos pares de Emisor/Receptor óptico desfasados en ¼ de periodo.
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Sensores.
Sensores de posición:
Codificadores ópticos.
En el caso del Cab, la ventaja que tiene es que se conserva la lectura de posición incluso sin alimentación.
La resolución máxima del Cab es de 360/N, donde N es el número de sectores, y el número de pistas (Np) debe ser 2Np=N.
Esto lo hace un sensor caro y complejo, por esto no es muy utilizado.
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Sensores.
Sensores de posición:
Codificadores ópticos.
Debido a que las transiciones en el Cin no son abruptas, la señal generada no es una onda cuadrada ideal.
La solución cuando tenemos precisión muy alta (más de 200 líneas por vuelta), la señal se procesa para generar 1 lógicos con rangos de umbrales lumínicos.
Este codificador, a diferencia de los otros, nos permite conocer, a parte de la posición, el sentido de giro de un actuador.
En general, estos codificadores, son los más utilizados para conocer la posición y sentido de movimiento de articulaciones en robótica industrial.
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Sensores.
Sensores de posición:
Codificadores ópticos.
Un codificador óptico absoluto basado en la codificación Gray de 13 pistas.
Foto Receptor
Disco Codificado
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Sensores.
Sensores de velocidad:
Miden y entregan datos sobre la velocidad de los motores, especialmente velocidad angular.
Como el caso de posición, los del tipo eléctricos y los ópticos son los más habituales en la industria.
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Sensores.
Sensores de velocidad:
Tacómetro.
También conocido como dínamo tacométrico, es un dispositivo similar a un motor, que genera una tensión CA de amplitud proporcional a la velocidad angular.
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Sensores.
Sensores de velocidad:
Óptico.
Se utilizan los codificadores de posición, para encontrar velocidades.
Transformación Frecuencia/Voltaje: Se utilizan circuitos que realizan una aproximación discreta a la derivada velocidad. Consta de un contador, un reloj interno, y un conversor A/D (para convertir el número de cuentas en voltaje).
número de pulsos en un tiempo Dt.
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Sensores.
Sensores de aceleración:
Miden la aceleración del dispositivo a que van adosados, basados en la ley de newton.
Dada la complejidad de este tipo de medición, no hay muchas variedades utilizadas actualmente.
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Sensores.
Sensores de aceleración:
Acelerómetro inercial.
La fuerza de inercia dada una aceleración de un cuerpo, puede ser medida por un resorte, usando la ley de Hooke, y con esto se obtiene una relación proporcional entre la aceleración y el alargamiento del resorte.
x es leída por un encoder.
k constante del sistema de resortes.
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Sensores.
Sensores de aceleración:
Acelerómetro de estado sólido.
Base de silicio con estrías y un material conductor sobre el formando un condensador variable, la variación se logra debido a la distancia entre placas al doblarse.
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Sensores.
Sensores de aceleración:
Acelerómetro CIs.
Actualmente es posible construir acelerómetros de 3 ejes (X, Y,Z), en un sólo chip de silicio, incluyendo dentro del mismo, la parte electrónica que se encarga de procesar las señales.
El principio de operación del dispositivo, acelerómetro e inclinómetro MEMSIC 2125, está basado en el traspaso térmico, por convección natural.
Éstos dispositivos miden cambios internos, de la transferencia de calor causada por la aceleración, ofreciendo ventajas significativas, sobre el empleo de una estructura tradicional sólida de masas de prueba.
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Sensores.
Sensores de proximidad:
Señalan la distancia entre el punto de referencia (punto terminal) y otros objetos.
Pueden ser de contacto o sin contacto.
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Sensores.
Sensores de proximidad:
De contacto.
Simples micro-interruptores colocados en sectores en donde haya riesgo de chocar. Pueden utilizarse como finales de carreras o para marcar posiciones dadas.
Interruptor
Señal de salida para control.
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Sensores.
Sensores de proximidad:
Sin contacto.
Reflexión luminosa:
Consta de una fuente de luz focalizada en un punto, una lente para focalizar la luz reflejada y una foto resistencia que detecta la intensidad luminosa de reflexión.
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Sensores.
Sensores de proximidad:
Sin contacto.
Reflexión luminosa:
Los problemas de este sensor, es que existen dos puntos a diferente distancia que nos puede entregar un mismo valor de intensidad lumínica. Esto se soluciona viendo si la señal de intensidad se incrementa o decrece al avanzar.
Otro problema es que son sensibles a variaciones de luz ambiente y la temperatura. Esto se soluciona enviando la luz de manera intermitente a una frecuencia del orden los los KHz.
El último problema es que la intensidad reflejada depende de la naturaleza del material.
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Sensores.
Sensores de proximidad:
Sin contacto.
Fibra óptica:
La luz transmitida en una FO sale a un medio con menor índice de refracción, si lo hace a un ángulo pequeño, puede salir de la FO refractandose. Si lo hace con un ángulo mayor, se refleja hacia el interior de la FO. El ángulo que limita la reflexión y la transmisión, depende de la FO.
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Sensores.
Sensores de proximidad:
Sin contacto.
Fibra óptica:
A partir de esto, se construyen sensores de corte de haz y sensores de retroreflexión, que el mismo cabo de FO emite y recibe el rayo de luz reflejado por un catadióptrico.
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Sensores.
Sensores de proximidad:
Sin contacto.
Láser:
Se basan en dos espejos perpendiculares acoplados a motores que permiten deflectar el haz de modo que abarque cualquier dirección (barrido).
Además se sitúa un colimador apuntando
a una dirección conocida.
El colimador relaciona la distancia en relación de del ángulo de barrido (y por ende el tiempo) que llega el haz.
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Sensores.
Sensores de proximidad:
Sin contacto.
Ultrasonidos:
El tipo más usado y se basa en emitir pulsos de ultrasonido y medir el tiempo de vuelo entre la emisión y la recepción, conociendo la velocidad del sonido. La frecuencia de emisión es fija, usualmente a 40 KHz.
Respuesta en dB en relación al ángulo de emisión.
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