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¿Qué es un Condensador Trimmer?

Un condensador trimmer es un tipo de condensador variable que se utiliza para ajustar circuitos y compensar las variaciones en los componentes.

La capacitancia de estos condensadores se puede ajustar mediante la rotación mecánica de un botón con un destornillador. También se conocen como condensadores semifijos, ya que se ajustan durante la fabricación o el servicio y no se modifican una vez en uso. Son comúnmente utilizados en aplicaciones de montaje en superficie y suelen tener forma de chip o redonda. Estos condensadores se emplean principalmente para regular la frecuencia de oscilación de cristales de cuarzo.

Los condensadores trimmer funcionan mediante cambios en la superficie efectiva entre los electrodos, la distancia entre los electrodos, o ambos, lo cual permite ajustar la capacitancia según sea necesario.

Aplicaciones de los Condensadores Trimmer

Los condensadores trimmer se utilizan ampliamente en circuitos de oscilación y radio, especialmente en la calibración de frecuencias en cristales de cuarzo. Estos condensadores son utilizados en diversas aplicaciones, como sistemas de acceso sin llave en automóviles, puertas automáticas de estaciones, radios portátiles, amplificadores de potencia y módulos Bluetooth RF.

Además, se encuentran presentes en otras aplicaciones como radios, relojes, bolígrafos electrónicos para ordenadores, reproductores de DVD, circuitos integrados híbridos y cámaras de vigilancia. También se utilizan condensadores trimmer no magnéticos en equipos médicos, como resonancias magnéticas, donde se requiere una alta precisión y estabilidad en la calibración.

Principio de los Condensadores Trimmer

Los condensadores trimmer son dispositivos que tienen la capacidad de ajustar su capacitancia dentro de un rango específico. Estos condensadores consisten en dos electrodos separados por un aislante, que almacenan una carga eléctrica cuando se aplica una tensión. La capacitancia se puede ajustar moviendo uno de los electrodos.

En los condensadores trimmer, el dieléctrico utilizado puede ser aire o cerámica. Debido a su estructura, estos condensadores tienen una capacitancia pequeña, generalmente en el rango de pF. Los electrodos móviles suelen tener forma redonda y se pueden girar utilizando un mando o similar, utilizando el eje central o el exterior como guía.

El ajuste de la capacitancia se logra al cambiar la superficie del electrodo desplazado. Una vez que se ha realizado el ajuste inicial utilizando un controlador, la capacitancia se puede fijar y utilizar sin necesidad de cambios adicionales. Al realizar el ajuste con un destornillador u otra herramienta, es importante tener precaución para no aplicar una fuerza excesiva que pueda dañar el condensador.

Estructura de los Condensadores Trimmer

La estructura de un condensador trimmer es la misma que la de un condensador general, pero se diferencia en que tiene una ranura para destornillador y un rotor metálico para el ajuste. Debido a esta estructura, debe tenerse en cuenta que si el soldador se adhiere a zonas distintas de la zona de terminales, la soldadura fundente puede entrar en la zona variable, fijando el rotor e impidiendo el contacto.

Además, si la punta del soldador toca el condensador trimmer cubierto, puede fundirse o dañarse.

Más Información sobre los Condensadores Trimmer

1. Formas de Ajustar el Condensador Trimmer

Para ajustar el condensador trimmer, gire el rotor con un destornillador hasta conseguir el ajuste de capacitancia deseado. Existen dos tipos de destornilladores para el ajuste: manual y automático.

Asegúrese de que el destornillador está colocado en la ranura para el destornillador y que la capacitancia se ajusta después de una rotación preliminar de al menos 360°. Al ajustar con un destornillador, se recomienda utilizar una carga de 1 N o menos. Si se aplica una carga superior, pueden producirse daños o pérdida de funcionamiento.

La capacitancia parásita al ajustar con un destornillador puede reducirse conectando el terminal negativo a la masa del circuito.

2. Colores de los Condensadores Trimmer Según su Rango de Capacidad

Algunos condensadores trimmer tienen carcasas de diferentes colores según la capacitancia y el rango. La codificación por colores varía de un fabricante a otro, pero a continuación se ofrece un ejemplo.

• Los condensadores con una capacitancia máxima (pF) de 3,0 +50/-0% tienen un aspecto marrón.
• Los condensadores con una capacidad máxima (pF) de 6,0 +50/-0% son de color azul.
• Los que tienen una capacitancia máxima (pF) de 10,0 +50/-0% tienen aspecto blanco

Algunos están marcados además de coloreados, como se muestra a continuación.

• Los que tienen un valor máximo de capacitancia (pF) de 50,0 +100/-0% tienen una indicación + exterior de color negro.

Las indicaciones incluyen la forma de los terminales y si se utiliza o no una película de recubrimiento. De este modo, los condensadores de ajuste codificados por colores facilitan la determinación visual de la capacitancia, reduciendo así el riesgo de utilizar uno equivocado.

¿Qué es un Motor sin Núcleo?

Un motor sin núcleo, también conocido como motor sin núcleo de hierro, se caracteriza por la ausencia de un núcleo de hierro en su diseño. Una de las ventajas principales de este tipo de motor es la eliminación de las pérdidas de hierro asociadas con el núcleo de hierro convencional. Además, al no tener engranajes, el motor sin núcleo reduce las vibraciones y funciona de manera silenciosa.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que este tipo de motor tiene una menor capacidad de generación de fuerza magnética en comparación con un motor convencional. Como resultado, el par producido por un motor sin núcleo es inferior al de un motor estándar.

Aplicaciones de los Motores sin Núcleo

Los motores sin núcleo se utilizan en motovibradores para teléfonos móviles vibratorios y servomotores para vehículos radiocontrolados y robots, aprovechando su pequeño tamaño y su bajo nivel de vibraciones, ruido e interferencias electromagnéticas.

Gracias a su excelente capacidad de respuesta y control, también se utilizan en instrumentos topográficos, motores de objetivos de cámaras, endoscopios ultrasónicos, taladros quirúrgicos, etc., lo que los convierte en motores indispensables, sobre todo en aplicaciones médicas. Los fabricantes están desarrollando sus propios y exclusivos métodos de bobinado, materiales, etc.

Principio de los Motores sin Núcleo

Un motor ordinario consta de una bobina enrollada alrededor de un núcleo de hierro, con un imán situado fuera de la bobina. Una corriente eléctrica circula por la bobina y el campo magnético generado por la inducción electromagnética se utiliza para hacer girar el imán.

En los motores sin núcleo, el núcleo de hierro se elimina colocando imanes permanentes en el interior y bobinando la bobina en forma de copa utilizando resina u otro material en el exterior de los imanes, en sentido inverso. Cuando se aplica corriente eléctrica a la bobina, ésta gira según la regla de la mano izquierda de Fleming. Como la bobina gira, se denomina rotor.

1. Respuesta a la Corriente

Los motores sin núcleo tienen una inductancia de bobinado bajo y son muy eficientes. La constante de tiempo eléctrica del motor es un parámetro que describe las características del aumento de corriente con respecto a la tensión de entrada. Debido a la constante de tiempo eléctrica relativamente baja de los motores sin núcleo, la corriente responde muy rápidamente.

2. Respuesta de la Aceleración/Deceleración

Los motores sin núcleo son motores de baja inercia debido a su reducido peso. La inercia se refiere al momento de inercia, que aumenta en proporción a la masa.

La inercia es proporcional al par de aceleración/deceleración, que es el par necesario para acelerar o decelerar a una velocidad de rotación determinada. Esto significa que el par de aceleración/desaceleración también es menor en los motores sin núcleo, lo que los hace adecuados para aceleraciones y desaceleraciones rápidas.

El uso de potentes imanes de tierras raras, como los imanes de neodimio para los imanes internos, ha permitido una mayor miniaturización y un aumento del par motor. Ayudan a reducir el tamaño, el grosor y el peso.

Más Información sobre los Motores sin Núcleo

1. Eficiencia de los Motores sin Núcleo

Los motores sin núcleo presentan una eficiencia superior debido a la ausencia de pérdidas de hierro. Las pérdidas de hierro se refieren a las pérdidas causadas por histéresis y corrientes de Foucault. La pérdida por histéresis se produce cuando hay cambios en el campo magnético del núcleo de hierro, lo que resulta en la disipación de energía. Además, los cambios en la dirección del campo magnético generan corrientes eléctricas dentro del núcleo de hierro, lo que provoca pérdidas por corrientes parásitas.

En el caso de los motores sin núcleo, al no contar con un núcleo de hierro, se eliminan estas pérdidas. Esto permite que el motor funcione con alta eficiencia incluso a altas velocidades. Además, las empresas emplean tecnologías de bobinado específicas para reducir aún más las pérdidas y mejorar el rendimiento de los motores.

2. Diferencia entre los Motores sin Núcleo y los Motores sin Escobillas

Un motor sin núcleo se caracteriza por no utilizar un núcleo de hierro en su diseño, en contraste con los motores convencionales que sí lo emplean. En cambio, están compuestos por bobinas e imanes. Por otro lado, los motores sin escobillas son aquellos que prescinden de las escobillas y funcionan mediante un circuito electrónico que controla la dirección de la corriente. En contraste, los motores de corriente continua (DC) pueden ser controlados mediante un circuito electrónico o mediante un conmutador y escobillas, ya que se requiere invertir periódicamente la dirección de la corriente para mantener el movimiento del motor.

En el caso de los motores sin núcleo, existen dos tipos: los motores sin núcleo con escobillas y los motores sin núcleo sin escobillas. En los motores con escobillas, el rotor consiste en bobinas, mientras que el estator se compone de un imán permanente. En cambio, en los motores sin escobillas, el rotor es un imán permanente y el estator está formado por bobinas.

3. Ventajas y Desventajas de los Motores sin Núcleo

Ventajas:

1. Compactos y ligeros: La ausencia de un núcleo de hierro en los motores sin núcleo los hace más compactos y ligeros en comparación con los motores que sí lo tienen. Esto facilita su instalación en espacios reducidos y contribuye a la portabilidad del dispositivo en el que se utilizan.

2. Posibilidad de rotación a alta velocidad: Los motores sin núcleo ofrecen la capacidad de alcanzar altas velocidades de rotación. Esto los hace ideales para aplicaciones que requieren movimientos rápidos y precisos, como en equipos de automatización y robótica.

3. Alto rendimiento y bajo consumo de corriente: Estos motores son conocidos por su eficiencia energética, lo que se traduce en un alto rendimiento y un bajo consumo de corriente. Esto no solo reduce los costos de energía, sino que también permite un funcionamiento más eficiente y una mayor vida útil de la batería en dispositivos portátiles.

4. Sin cogging: A diferencia de los motores con núcleo, los motores sin núcleo no experimentan el fenómeno de cogging, que es el atrapamiento de la fuerza magnética cuando el núcleo de hierro y el imán se acercan y se alejan repetidamente. Esto resulta en una rotación suave y silenciosa del motor.

Desventajas:

1. Bajo par: Una desventaja de los motores sin núcleo es que suelen tener un par (fuerza de rotación) relativamente bajo. Debido a la falta de un núcleo de hierro robusto, la bobina no puede soportar grandes corrientes, lo que limita la capacidad del motor para generar un par alto. Esto puede ser un inconveniente en aplicaciones que requieren un torque significativo.

2. Insensibles al calor: Los motores sin núcleo son más sensibles al calor debido a la falta de un núcleo de hierro que ayude a disipar el calor generado durante su funcionamiento. Esto puede llevar a la deformación de la bobina y, en última instancia, al fallo del motor si se aplica una corriente excesiva sin el enfriamiento adecuado.

3. Precio elevado: Debido a su diseño y características especiales, los motores sin núcleo suelen tener un precio más elevado en comparación con los motores convencionales con núcleo. Esto puede ser una limitación en términos de costos para algunos proyectos o aplicaciones.

¿Qué es un Condensador Eléctrico de Doble Capa?

Un condensador eléctrico de doble capa es un condensador que utiliza la doble capa eléctrica formada en la interfaz entre el electrodo y el electrolito para almacenar una carga eléctrica, y se caracteriza por una densidad de energía especialmente alta. Debido a su alta densidad de energía, a menudo se comparan con las baterías recargables, como las baterías de níquel-hidruro metálico y las baterías de iones de litio, pero mientras que las baterías implican una reacción química durante la carga y la descarga, los condensadores eléctricos de doble capa sólo adsorben una carga física y no implican una reacción química.

Por esta razón, los condensadores eléctricos de doble capa son inferiores a las pilas recargables en términos de densidad energética (la cantidad de energía que puede almacenarse por unidad de peso o volumen), pero, por otro lado, tienen la ventaja de la densidad de salida (la cantidad de potencia instantánea que puede extraerse) y una degradación del rendimiento (vida útil) extremadamente baja debido a las cargas y descargas repetidas. Las ventajas del condensador eléctrico de doble capa son las siguientes.

Aplicaciones de los Condensadores Eléctricos de Doble Capa

Los condensadores eléctricos de doble capa se utilizan como dispositivos de almacenamiento de energía, y mientras que las baterías recargables son adecuadas para aplicaciones que requieren mucha energía, los condensadores eléctricos de doble capa se seleccionan cuando se necesita una carga y descarga rápidas y se requiere durabilidad.

Concretamente, se utilizan en fuentes de alimentación de reserva para circuitos electrónicos de dispositivos móviles, etc., impresoras, fotocopiadoras, cepillos de dientes eléctricos y relojes alimentados por energía solar. También se utilizan en el sistema de alimentación robótica de la sonda Hayabusa para asteroides y en la regeneración de energía durante la deceleración de vehículos.

Principio del Condensador Electrolítico de Doble Capa

Los condensadores electrolíticos de doble capa utilizan la doble capa eléctrica generada en la interfaz de los materiales activos para fabricar el condensador. La capacitancia C se define mediante la fórmula “C=εS/d” y a partir de esta fórmula se requieren las siguientes medidas para aumentar la capacitancia C

• Aumentar la superficie (S) del material activo
• Reducir el espesor de la doble capa eléctrica (d)
• Aumentar la constante dieléctrica (ε) del electrolito.

El electrolito está compuesto por electrolitos tales como sales de amonio cuaternario y sales de imidazolio disueltas en disolventes orgánicos, mientras que el carbón activado se utiliza como material activo para los electrodos positivo y negativo, y para aumentar la capacitancia C se requieren las siguientes medidas

• Utilizar carbón activado con una gran superficie (tamaño de partícula pequeño)
• Utilizar electrolitos con un radio iónico pequeño
• Utilizar disolventes orgánicos con una constante dieléctrica elevada.

La carga y descarga de los condensadores utiliza el efecto de un aumento de la carga en la interfaz entre el electrolito y los electrodos en pares cuando los iones positivos y negativos del electrolito se adsorben en los respectivos electrodos. Cuando se descarga la carga almacenada, los iones se absorben de la doble capa eléctrica. Los condensadores eléctricos de doble capa pueden ser cilíndricos o apilados. El tipo cilíndrico tiene la ventaja de ser fácil de fabricar, ya que el electrodo positivo, el electrodo negativo y el separador simplemente se apilan, se enrollan y se colocan en un cilindro, y luego se llenan de electrolito.

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1. Vida Útil de los Condensadores Eléctricos de Doble Capa

A diferencia de las baterías, los condensadores eléctricos de doble capa no sufren una reacción química durante la carga y la descarga. Por esta razón, mientras que la capacidad de una batería recargable disminuye considerablemente desde la fase inicial después de unos 1000 ciclos, se dice que el rendimiento de un condensador eléctrico de doble capa, en principio, apenas se deteriora incluso después de 1 millón de ciclos de carga y descarga. En realidad, sin embargo, la capacidad de los condensadores eléctricos de doble capa disminuye debido a los siguientes factores:

• Durante la carga y la descarga, el condensador genera calor debido a la resistencia interna, lo que provoca un deterioro por aumento de la temperatura, con la consiguiente disminución de la capacidad.
• La tasa de degradación se duplica a medida que la temperatura del entorno de funcionamiento aumenta 10°C. (en un entorno operativo de 70°C o inferior).
• El electrolito se descompone cuando el condensador se somete a una tensión superior al límite superior de tensión de funcionamiento.

Cuando se utilizan condensadores eléctricos de doble capa, es necesario tener en cuenta el efecto sobre la vida útil y prestar atención al aumento de temperatura y a la polarización de la tensión y la corriente cuando se utilizan en serie o en paralelo. 2. Desventajas de los condensadores eléctricos de doble capa

2. Desventajas de los Condensadores Eléctricos de Doble Capa

Las desventajas de los condensadores eléctricos de doble capa son las siguientes:

Secado
Se produce cuando el electrolito se evapora hacia el exterior del encapsulado del condensador eléctrico de doble capa. Esta desventaja puede suprimirse utilizando un electrolito con un punto de ebullición alto y haciendo más pequeña la sección de sellado.

Fugas de Líquido
Pueden producirse fugas de líquido debido al deterioro del sellado de caucho butílico. Esto puede controlarse reduciendo el tamaño de la sección de sellado para evitar que la humedad, que provoca el deterioro del caucho, penetre en el interior.

No Puede Utilizarse en Circuitos de Corriente Alterna
El producto está destinado a un uso eléctrico secundario, como respaldo de energía en circuitos de CC, y no puede utilizarse en circuitos de CA.

¿Qué es un Fusible?

Los fusibles son componentes eléctricos y electrónicos que evitan los incendios eléctricos y la propagación a circuitos superiores en caso de sobrecorriente.

Cuando en un circuito eléctrico se produce una anomalía, como un cortocircuito o una sobrecarga, se produce una sobrecorriente cuando el valor de la corriente supera el valor diseñado del circuito. Las sobrecorrientes no sólo provocan el fallo del equipo en el propio circuito eléctrico, sino que también pueden causar incendios debido a la generación anormal de calor o a la ignición.

También existe un alto riesgo de que se produzcan caídas de tensión y otras anomalías en los circuitos superiores del lado de la fuente de alimentación. Los fusibles se incorporan para proteger contra estos peligros derivados de las sobrecorrientes. Cuando se conectan en serie en un circuito, actúan como conductores de corriente en condiciones normales. En caso de sobrecorriente, la parte conductora del fusible se funde, interrumpiendo así el suministro eléctrico al circuito del lado de la carga.

Usos de los Fusibles

Los fusibles se utilizan en una amplia gama de aplicaciones en la industria. Entre las aplicaciones específicas se incluyen las siguientes:

• Para la protección de circuitos de instrumentación y control
• Para la protección de piezas de control de automóviles
• Para la protección de equipos OA como impresoras y máquinas multifunción
• Para la protección de electrodomésticos como televisores y aparatos de aire acondicionado.
• Para la protección contra cortocircuitos de transformadores en redes de transmisión y distribución de energía de alta tensión.
• Para la protección contra cortocircuitos de motores de alta tensión.

En el pasado, los disyuntores sin fusibles eran comunes en los paneles eléctricos residenciales, pero en los últimos años, los fusibles han ganado más popularidad ya que necesitan ser reemplazados solo cuando se funden.

Sin embargo, en el contexto de los vehículos, los fusibles siguen siendo ampliamente utilizados para proteger los sistemas eléctricos y prevenir incendios. Hay diferentes tipos de fusibles, como los de placa y los de cuchilla, que se utilizan en diversas aplicaciones según su forma y características específicas.

Principio de los Fusibles

El principio básico de los fusibles es que se funden solos debido al calor generado por las sobrecorrientes. Constan principalmente de una boquilla, un elemento fusible y una carcasa.

1. Boquilla

La boquilla es la pieza metálica que conecta el fusible al circuito eléctrico. También existen fusibles con terminales en Y o fusibles tipo de cuchilla.

2. Elemento Fusible

El elemento fusible es la parte que se funde en caso de sobrecorriente. Cuando la corriente circula por el elemento fusible, se genera un calor Joule proporcional al cuadrado del valor de la corriente. Si la corriente es inferior a la nominal, la disipación de calor es superior al aumento de temperatura asociado a la generación de calor Joule, por lo que no se produce la fusión. Si se supera la corriente nominal, la temperatura aumenta y la corriente se interrumpe por fusión. La fusión es generalmente irreversible y requiere la sustitución del fusible para restablecerla.

3. Carcasa

La carcasa es la pieza que soporta el elemento fusible y la boquilla. Está fabricada con materiales aislantes como el vidrio, la porcelana o la resina. Los fusibles cuya carcasa está formada por un tubo de vidrio se denominan fusibles de tubo de vidrio.

¿Cómo elegir un Fusible?

Los fusibles se seleccionan principalmente en función de su valor de corriente nominal. El punto clave es seleccionar una corriente nominal que esté por debajo del valor de la corriente nominal de los componentes del circuito, garantizando al mismo tiempo que no se produzca una interrupción del circuito debido a un mal funcionamiento.

Las corrientes que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar son la corriente de régimen permanente y la corriente de irrupción. La corriente permanente es el valor de corriente que fluye cuando el circuito realmente utilizado es estable, mientras que la corriente de irrupción es la alta corriente de arranque que se produce cuando se conecta la alimentación al circuito. La corriente de irrupción no provoca fusibles, pero la corriente de irrupción se selecciona para que se produzcan fusibles cuando se supere la corriente de régimen permanente durante el funcionamiento en régimen permanente. Las condiciones de protección se consideran conjuntamente con la característica de tiempo de fusión y la corriente nominal.

La característica de tiempo de fusión es la característica de la magnitud de la corriente y el tiempo que tarda en interrumpirse. La selección se realiza de forma que la corriente de irrupción no se funda durante la duración de la corriente de irrupción y que la corriente de irrupción se funda inmediatamente en caso de accidente por cortocircuito. Otra consideración importante a la hora de seleccionar los fusibles es la temperatura ambiente a la que se utilizará realmente el circuito. Los fusibles se ven afectados por la temperatura ambiente que rodea al equipo, ya que están diseñados para fundirse por efecto del calor.

Tipos de Fusibles

Los fusibles se presentan en una gran variedad de formas para adaptarse al tipo de circuito y al entorno en el que se montan. A continuación se enumeran los tipos típicos:

• Fusibles para montaje en placa electrónica
• Fusibles térmicos
• Fusibles de tubo de vidrio
• Fusibles de cuchilla
• Fusibles limitadores de corriente para circuitos de alta tensión

Si el tipo o la forma que desea utilizar no está disponible en la gama ya preparada, algunos fabricantes aceptan pedidos especiales. La mayoría de los fusibles son fusibles de potencia que se interrumpen por sobreintensidad, pero también existen fusibles térmicos que se interrumpen por temperatura.

Estos detectan un aumento de la temperatura ambiente y se funden, por lo que suelen utilizarse en aparatos que generan calor, como los secadores de pelo. Los elementos fusibles térmicos tienen poca resistencia y generan poco calor debido a la corriente.

¿Qué es un Autocolimador?

Un autocolimador es un instrumento óptico que utiliza la linealidad de la luz para medir desplazamientos angulares mínimos de un objeto. Este puede medir ángulos sin contacto y suele utilizarse para ajustar la posición de piezas o medir distorsiones en sistemas ópticos o mecánicos.

Usos de los Autocolimadores

Los autocolimadores se utilizan para inspeccionar y ajustar el paralelismo, la rectitud, el eje óptico y la alineación, así como para medir ángulos con precisión.

1. Medición de la Rectitud de Bancadas de Máquinas, Herramientas y Equipos de Procesamiento Robotizado

La rectitud se convierte a partir de la cantidad de movimiento de la imagen del retículo por el espejo plano deslizando el soporte en el que está fijado el espejo plano a lo largo de la superficie guía.

2. Medición del Paralelismo de Caras Extremas como Ventanas Ópticas y Caras en Cuña

Transmitiendo un único haz láser, es posible medir el paralelismo entre dos superficies coaxiales. El paralelismo de las placas de vidrio, por ejemplo, puede medirse midiendo la diferencia angular entre la luz reflejada de las superficies delantera y trasera.

3. Medición de la Cuadratura

Las mediciones pueden realizarse curvando la luz mediante un prisma pentagonal denominado escuadra óptica.

4. Medición del Ángulo de Rotación de un Plato Giratorio

Utilizando un espejo multifacético, se puede medir la precisión de división de una plataforma giratoria o de un disco de indexación.

5. Medición de la Desviación de Piezas Elásticas

Fijando un reflector a una pieza elástica y observándola con un autocolimador, es posible medir variaciones mínimas.

6. Ajuste del Eje Óptico

Si el eje óptico está alineado, como en un telescopio astronómico, la marca central del espejo primario puede verse en varias capas en el campo de visión del autocolimador.

7. Inspección de Productos Ópticos

Medir el alabeo y la ondulación de discos y obleas, y la precisión de espejos poligonales.

Principio del Autocolimador

Las mediciones del autocolimador utilizan los principios de rectitud de la luz láser y enfoque de la lente. En primer lugar, se utiliza principalmente un láser semiconductor como fuente de luz, y el láser se convierte en un haz colimado mediante una lente primaria. Esta luz colimada pasa a través de una lente secundaria para formar una imagen en el punto focal.

En este caso, la luz reflejada es dividida espectralmente por un semiespejo en el camino óptico y llega a un elemento receptor de luz, como un CCD, que entonces forma una imagen. Si el objeto está instalado sin ninguna inclinación con respecto al haz láser irradiado, la imagen producida por la luz reflejada es exactamente la misma que la de la luz incidente. En cambio, si el objeto está inclinado, la imagen se forma desalineada, por lo que el ángulo de alineación puede determinarse a partir del grado de desalineación.

Más Información sobre el Autocolimador

1. Instalación del Espejo

En el interior del autocolimador se incorporan muchos espejos que no están directamente relacionados con el principio de medición. Si todas las ópticas del autocolimador están dispuestas en serie, el tamaño del dispositivo es el necesario para el recorrido óptico.

En la mayoría de los autocolimadores se instalan varios espejos reflectores para reducir el tamaño del dispositivo.

2. Tolerancias Geométricas que pueden Medirse con Autocolimadores

Los autocolimadores pueden utilizarse para determinar tolerancias geométricas que pueden definirse mediante líneas rectas y planos. Los autocolimadores miden la inclinación de los espejos utilizando la luz reflejada de espejos instalados a cierta distancia de la fuente de luz y desplazados del eje óptico.

El ángulo del espejo se sustituye por el desplazamiento y se calcula, lo que permite medir el desnivel de cada punto de medición. La rectitud puede determinarse poniendo a cero la posición inicial y trazando el desplazamiento para cada punto de medición.

Si el autocolimador se utiliza para repetir la determinación de la rectitud en otra línea, los puntos trazados pueden utilizarse para medir la planitud, ya que se puede trazar un plano desde una línea a un plano. Modificando la forma en que se coloca el autocolimador y la forma en que se sujeta el espejo, los resultados de la medición pueden desarrollarse también para la inclinación y la cuadratura. Sin embargo, es difícil medir la redondez y la cilindricidad, que se definen mediante curvas y superficies curvas.

3. Desventajas de los Autocolimadores

Los autocolimadores tienen el problema de que si la fuente de luz no está en la posición focal de la lente, la imagen no puede formarse correctamente, lo que provoca errores de medición y desenfoque de la imagen observada. Este error de posicionamiento de la fuente luminosa requiere una precisión estricta inferior al 0,1% de la distancia focal de la lente del colimador.

Dado que este posicionamiento es muy severo, los autocolimadores pueden posicionarse de varias maneras: algunos pueden posicionarse por el diámetro del punto utilizando una apertura, otros utilizan una cuchilla.

¿Qué es un Amperímetro?

Un amperímetro es un instrumento eléctrico utilizado para medir la magnitud de la corriente en un circuito. Funciona conectándose en serie con el circuito y tiene una resistencia interna muy baja. Para medir la corriente, se introduce una resistencia baja en el circuito y se mide la tensión en ambos extremos de dicha resistencia, lo que permite obtener el valor de la corriente.

Cuando se requiere medir corrientes más altas, se utilizan transformadores de derivación o de corriente. Los amperímetros pueden ser de corriente continua (CC) o corriente alterna (CA), y están disponibles en dos formatos de visualización: analógico con puntero y digital.

En aplicaciones industriales, los amperímetros son preferidos debido a su mayor precisión en comparación con los multímetros y las pinzas amperimétricas. Además, los amperímetros son capaces de medir corrientes muy pequeñas con precisión.

Usos de los Amperímetros

Los amperímetros se utilizan en diversas aplicaciones, tanto en entornos de laboratorio como en paneles de control y mediciones de distribución eléctrica. En laboratorios, se emplean para mediciones precisas, mientras que en casas y edificios se utilizan en multímetros y pinzas amperimétricas para verificar la distribución y transmisión de electricidad.

En vehículos, algunos paneles de instrumentos cuentan con amperímetros de corriente continua que indican si la batería se está cargando o descargando. También se encuentran instalados en cuadros de distribución, edificios y equipos de generación de energía. En el ámbito educativo, los amperímetros son utilizados en experimentos científicos para enseñar a medir la corriente eléctrica. Además, los amperímetros finos y los amperímetros totalizadores se emplean en procesos de chapado y tratamiento de superficies que requieren mediciones de corrientes muy bajas.

Principio de los Amperímetros

Los amperímetros se conectan en serie al circuito que se desea medir. Los amperímetros analógicos utilizan una aguja que se mueve en respuesta a los cambios en el campo magnético generado por la corriente que circula por una bobina interna. Los amperímetros de corriente continua utilizan una bobina móvil y un imán permanente. Para medir corrientes elevadas, se utiliza un divisor de corriente para obtener una parte de la corriente para la medición.

En el caso de los amperímetros de corriente alterna, se utilizan principalmente instrumentos del tipo de banda de hierro móvil y son adecuados para medir frecuencias comerciales en un rango específico. Al realizar la medición de corriente, pueden surgir caídas de tensión y errores de indicación debido al calor y a los campos magnéticos generados. Para obtener mediciones más precisas, se emplean divisores de corriente en corriente continua y transformadores de corriente en corriente alterna.

Los amperímetros con pantallas digitales utilizan divisores de corriente, resistencias de detección de corriente y sensores de corriente alterna. La tensión en los extremos se digitaliza y se utiliza como valor de medida de la corriente. Otro método utilizado en aplicaciones como recubrimientos es el amperímetro integrador, que permite medir la corriente total que ha circulado durante un período de tiempo determinado.

Más Información sobre los Amperímetros

1. Formas de Utilizar un Amperímetro y Puntos a Tener en Cuenta

Los amperímetros son instrumentos de medida que miden la corriente que circula en un punto determinado de un circuito. Se fabrican para que su resistencia interna sea baja y no afecte a la corriente que circula por el circuito. Al conectar un amperímetro, insértelo en serie con el circuito cuya corriente se desea medir. Conecte el potencial más alto del circuito al lado + del amperímetro y el potencial más bajo del circuito al lado – del amperímetro.

Generalmente hay varios terminales en el lado – del amperímetro. Si se conoce el rango de medición, seleccione el rango apropiado; si no, empiece con un rango grande y vaya bajando hasta el rango apropiado. Esto se debe a que la medición desde un rango pequeño puede destruir el amperímetro si se aplica una corriente superior al rango. Algunos amperímetros están protegidos internamente por un fusible.

Un instrumento similar es el voltímetro. Los voltímetros se conectan en paralelo a un circuito y miden la tensión entre dos puntos. Conectar un amperímetro para medir la tensión es muy peligroso, ya que equivale a cortocircuitar la fuente de alimentación. Debe prestarse especial atención a este punto.

2. Multímetro

Existen instrumentos muy útiles llamados multímetros o comprobadores. Pueden medir no sólo la corriente, sino también las características eléctricas básicas, como la intensidad, la tensión y la resistencia, ya sea de CA o de CC. Los hay digitales y analógicos. Suelen ser portátiles y se pueden transportar y utilizar fácilmente.

La corriente se visualiza midiendo la tensión en ambos extremos de una microrresistencia situada en el interior del instrumento y convirtiéndola en corriente. La tensión continua se visualiza amplificando la tensión entre las dos sondas o atenuándola mediante un atenuador. La tensión alterna se visualiza convirtiendo la tensión alterna en tensión continua mediante un circuito rectificador.

¿Qué es un Generador de Corriente?

Un generador de corriente es un dispositivo que produce una corriente eléctrica constante para realizar mediciones o aplicaciones específicas en equipos electrónicos u otros sistemas.

Muchos productos se comercializan como generadores de tensión-corriente. Dado que una corriente constante debe fluir continuamente, la magnitud de la corriente está controlada por el amplificador operacional integrado o el CI de tensión de referencia, de modo que pueda fluir una corriente constante aunque cambie la resistencia de la carga.

Algunos generadores de corriente pueden utilizarse para medir grandes instalaciones eléctricas aplicando una gran corriente.

Usos de los Generadores de Corriente

Los generadores de corriente se utilizan principalmente para evaluar y medir las características eléctricas de dispositivos semiconductores, equipos electrónicos y componentes electrónicos. Los generadores de corriente capaces de generar grandes corrientes también se utilizan para comprobar el funcionamiento de interrupción de disyuntores y otros equipos, para inspeccionar fusibles fundidos y para evaluar equipos de subestaciones.

Muchos productos están equipados con amperímetros y voltímetros y pueden medir las características eléctricas del objeto de medición con gran precisión. A la hora de seleccionar un dispositivo, deben tenerse muy en cuenta las distintas especificaciones, como las magnitudes de tensión y corriente admitidas, la precisión de la medición y la seguridad.

Principio de los Generadores de Corriente

El principio de los generadores de corriente radica en que el valor de corriente a generar viene determinado por la tensión de referencia (Ref voltage) y el valor de la resistencia interna, utilizando un circuito de realimentación negativa con un amplificador operacional y un circuito de tensión de referencia para configurar un circuito generador de corriente constante e independiente del valor de la impedancia de carga.

Un circuito utilizado a menudo para generar una corriente constante es un circuito que establece un cortocircuito virtual, en el que el terminal de entrada del amplificador operacional en el circuito de realimentación negativa es 0 V. Suele haber dos tipos de circuitos para establecer un cortocircuito virtual: de tipo succión y de tipo descarga.

1. Tipo Succión

El tipo de succión es un método para crear un circuito para un cortocircuito virtual utilizando un amplificador operacional y tierra aplicando una corriente desde el exterior a un circuito para la generación de corriente constante de forma que el transistor es succionado hacia el interior del circuito.

2. Tipo de Descarga

El tipo de descarga es un método para establecer un cortocircuito virtual pasando corriente desde el exterior del circuito del generador de corriente al transistor para que se amplifique y se descargue utilizando el transistor.

En ambos casos, el valor de la corriente viene determinado por la tensión de ref aplicada al amplificador operacional dividida por la resistencia interna, por lo que el valor de la corriente es independiente de la impedancia de la carga y su valor puede ajustarse mediante la resistencia.

Más Información sobre los Generadores de Corriente

1. Generadores de Corriente y Equipos de Instrumentación

Las señales estándar 4-20 mA y 1-5 V en el campo de la instrumentación son señales analógicas, muy utilizadas como señales de salida de sensores (transductores) o como señales de control en reguladores, secuenciadores, etc.

Por ejemplo, en términos de apertura de válvula, la señal de salida de un indicador de grado es la siguiente

• 0% de apertura de la válvula: 4 mA o 1 V
• 100% de apertura de la válvula: 20 mA o 5 V

Esto significa que se emiten 4 mA o 1 V cuando el valor medido es 0 y 20 mA o 5 V cuando el valor medido es 100. Al normalizar y unificar las señales, es posible pasar señales entre dispositivos de instrumentación.

El motivo de emitir 4 mA cuando el valor medido es 0 es determinar si el cable está roto. En otras palabras, el propósito es determinar si fluye una corriente de 4 mA e indica 0 o si el cable está desconectado por la mitad e indica 0. Los indicadores gran angular están diseñados para indicar 0 a 4 mA y menos de 0 si el cable está desconectado y no fluye corriente.

2. Supresión de Ruidos durante la Evaluación de Equipos de Instrumentación

Cuando las señales se envían por tensión, se producen caídas de tensión que se convierten en un factor de error en las mediciones, pero cuando las señales se envían por corriente, no se producen caídas de tensión, lo que las hace adecuadas para su transmisión a largas distancias.

Otra característica de las señales de corriente es que si la entrada de otro aparato de instrumentación es de 1-5 V, puede convertirse fácilmente en una señal de tensión insertando una resistencia de 250 Ohmios. Por el contrario, una desventaja es que se ve fácilmente afectada por el ruido, lo que puede provocar errores en el valor medido.

Las contramedidas eficaces contra el ruido incluyen minimizar el efecto del ruido utilizando cables apantallados, instalando filtros de ruido y teniendo en cuenta la conexión a tierra. Otro punto es que si se forma un circuito en bucle con señales de 4-20 mA, todo el bucle se ve afectado si se produce una desconexión. Esto se debe a que se trata de un circuito en serie. Una contramedida es utilizar aisladores.

¿Qué es un Voltímetro?

Un voltímetro es un dispositivo utilizado para medir la tensión eléctrica entre dos puntos específicos. Los voltímetros se pueden clasificar en voltímetros digitales y voltímetros analógicos.

Los voltímetros digitales utilizan un convertidor analógico a digital (A/D) para convertir la tensión de entrada en un valor digital y mostrarlo de forma numérica en una pantalla. Estos voltímetros permiten realizar mediciones precisas y ofrecen una mayor exactitud en los resultados.

Los voltímetros analógicos, por otro lado, se basan en una combinación de un amperímetro y un divisor de tensión. La tensión se puede determinar aproximadamente según la posición de la aguja en la escala del medidor. Los voltímetros analógicos requieren una calibración adecuada para obtener mediciones precisas.

Cuando se trata de voltímetros de corriente alterna, suelen utilizar un circuito rectificador para convertir la corriente alterna en corriente continua antes de medir y mostrar la tensión. Sin embargo, la medición de formas de onda no sinusoidales puede tener una menor precisión en comparación con las ondas sinusoidales.

Usos de los Voltímetros

Los voltímetros encuentran una amplia variedad de aplicaciones en diferentes campos. Se utilizan para ajuste e inspección en líneas de producción, supervisión del estado de funcionamiento de equipos diversos, y medición de temperatura y humedad en combinación con sensores.

Cada modelo de voltímetro tiene un rango de tensión de medición específico, por lo que es importante seleccionar el modelo adecuado según el uso previsto. La impedancia de entrada del voltímetro puede afectar el funcionamiento del circuito y dar lugar a errores de medición, por lo que es necesario prestar atención a este aspecto, especialmente dependiendo del objeto de medición.

Es fundamental aclarar los requisitos de rendimiento necesarios para el voltímetro y seleccionar uno que cumpla con dichos requisitos. En casos en los que se requiere una medición precisa, puede ser apropiado elegir un voltímetro con una precisión de medición un orden de magnitud superior al requerido. Esto garantizará resultados más precisos y confiables en las mediciones.

Principio de los Voltímetros

A continuación se describen los principios de funcionamiento de los voltímetros digitales y analógicos.

1. Voltímetro Digital

Los voltímetros digitales están compuestos por un convertidor de entrada, un convertidor analógico a digital (A/D) y una unidad de visualización. El convertidor de entrada está formado por un amplificador y un divisor de tensión, y su función es ajustar la tensión que se va a medir entre dos puntos para que esté dentro del rango de entrada del convertidor A/D.

El amplificador del convertidor de entrada amplifica la tensión medida cuando es baja, mientras que el divisor de tensión la divide cuando es alta. De esta manera, se asegura que la tensión medida se encuentre dentro del rango óptimo de entrada del convertidor A/D, lo que permite una conversión precisa en un valor digital.

El valor digital convertido por el convertidor A/D se muestra en la pantalla del voltímetro como un valor de tensión, teniendo en cuenta los efectos del amplificador y del divisor de tensión.

Además, la impedancia de entrada del convertidor de entrada se puede ajustar a un valor relativamente alto. Esto minimiza el impacto sobre el circuito al que se conecta el voltímetro y permite una medición precisa de la tensión.

2. Voltímetros Analógicos

Los voltímetros analógicos están compuestos por un amperímetro y un divisor de tensión. Cuando la sonda del voltímetro se conecta a dos puntos en el lugar deseado para medir la tensión, la corriente resultante de dividir la tensión entre esos dos puntos por la suma de la resistencia del divisor de tensión y la resistencia interna del amperímetro fluye hacia el amperímetro. La aguja del medidor se mueve en respuesta al valor de la corriente, que representa el valor de la tensión obtenido al multiplicar la corriente por la suma de la resistencia del divisor de tensión y la resistencia interna del amperímetro.

La lectura visual de la aguja del medidor en los voltímetros analógicos es precisa solo hasta aproximadamente el 1% de la escala total. Esto es menos preciso en comparación con los voltímetros digitales, que pueden medir con un error del 0,1% o menos. Los amperímetros utilizados en los voltímetros analógicos suelen ser del tipo de bobina móvil que utiliza imanes permanentes, aunque en algunas aplicaciones también se emplea el tipo de tira móvil que utiliza electroimanes. El tipo de banda de hierro móvil tiene la ventaja de poder medir el valor eficaz de la corriente alterna sin necesidad de un circuito rectificador.

¿Cómo Utilizar los Voltímetros?

Los voltímetros pueden conectarse en paralelo al circuito bajo prueba para medir la tensión. Cuando se mide tensión continua, la sonda del terminal Hi se aplica al lado de alto potencial y la sonda del terminal Lo al lado de bajo potencial, de modo que la tensión en el terminal Hi se muestra con referencia al potencial en el terminal Lo. Con los voltímetros analógicos de CC, si se conecta el lado de bajo potencial al terminal Hi y el lado de alto potencial al terminal Lo, el medidor puede ir en dirección opuesta y averiarse, por lo que hay que tener mucho cuidado.

En cambio, en la medición de tensión alterna, tanto los voltímetros digitales como los analógicos convierten la tensión en tensión continua a través de un circuito rectificador, por lo que no es necesario estar pendiente de los terminales Hi y Lo. Los voltímetros analógicos también requieren atención cuando se miden tensiones elevadas. Si se aplica una tensión superior al rango de medición, no sólo se desviará la aguja del medidor, sino que el propio medidor puede quemarse debido al gran flujo de corriente.

Si no se conoce el valor de tensión del circuito bajo prueba, mida en el rango de tensión máxima para determinar el rango de medición adecuado y, a continuación, cambie a ese rango de medición para realizar una nueva medición. Los voltímetros digitales están diseñados para soportar altas tensiones en el convertidor de entrada y están equipados con una función de auto-rango que establece automáticamente el rango apropiado, de modo que el procedimiento de comprobación como con los voltímetros analógicos no es necesario a menos que la tensión a medir supere el valor nominal máximo del voltímetro.

¿Qué es una Máquina de Fundición a Presión?

Las máquinas de fundición a presión son dispositivos diseñados para fundir metales y aleaciones a alta velocidad y verterlos en moldes para su posterior solidificación.

Estas máquinas tienen la capacidad de producir en serie productos con la misma forma de manera precisa, lo que reduce significativamente la carga de trabajo para los operarios. Son especialmente efectivas cuando se utilizan metales con puntos de fusión bajos, como el aluminio y el zinc, ya que estos metales son más fáciles de fundir y verter en los moldes.

No obstante, el uso de máquinas de fundición a presión para metales con puntos de fusión altos puede resultar más difícil, por lo que se deben emplear otros métodos de fundición en esos casos. Una ventaja adicional de la fundición con máquinas de fundición a presión es que los productos resultantes tienen una superficie tan lisa que se puede omitir el proceso de pulido.

La eliminación del proceso de pulido contribuye a la reducción del tiempo y los costos de fabricación del producto.

Aplicaciones de las Máquinas de Fundición a Presión

Las máquinas de fundición a presión se utilizan en diversas industrias, incluyendo la fabricación de piezas de automoción, equipos electrónicos y materiales de construcción. Recientemente, se han desarrollado máquinas de fundición a presión que utilizan materiales respetuosos con el medio ambiente para reducir los residuos de los productos y aumentar la sostenibilidad.

1. Piezas de Automoción

El aluminio se emplea ampliamente en la fabricación de diversas piezas de automoción, que van desde componentes como bloques de motor y culatas hasta elementos decorativos más pequeños como emblemas y tiradores de puertas. El uso de aleaciones de aluminio ligeras y altamente rígidas puede contribuir a mejorar la eficiencia del combustible y la seguridad de los vehículos.

2. Electrónica

En la industria electrónica, las aleaciones de aluminio se utilizan para fabricar diversas piezas metálicas presentes en teléfonos inteligentes, tabletas y cámaras digitales. Estos componentes incluyen soportes para lentes de cámaras, botones de obturadores y marcos de aluminio para smartphones.

3. Materiales de Construcción

Las máquinas de fundición a presión también se emplean en la fabricación de piezas para materiales de construcción. Estas piezas pueden tener formas pequeñas o grandes y complejas, como pomos y manijas de puertas, bisagras de persianas, muros cortina y paneles de fachada utilizados en el revestimiento exterior de edificios.

Principios de las Máquinas de Fundición a Presión

El proceso de fabricación de productos utilizando una máquina de fundición a presión implica la creación de un molde adaptado a la forma deseada y el vertido de metal líquido en él. Las máquinas de fundición a presión utilizan pistones hidráulicos accionados para generar la presión necesaria.

El metal líquido, como una aleación de aluminio, conocido como metal fundido, se vierte en el molde que está conectado a la máquina de fundición a presión. Es importante tener precaución y no ajustar el molde de manera excesiva, ya que esto podría hacer que el metal fundido se escape a través de los huecos del molde debido a la presión interna generada.

Durante el proceso de fundición, las máquinas de fundición a presión aplican una presión significativa para mantener los moldes en su lugar. A medida que el metal líquido vertido en el molde se enfría, se solidifica y adquiere la forma del molde. El resultado es un producto endurecido que se ajusta perfectamente a la forma deseada.

Tipos de Máquinas de Fundición a Presión

Las máquinas de fundición a presión se clasifican en dos tipos:

1. Sistemas de Cámara Caliente

El sistema de cámara caliente recibe su nombre de la sección de inyección, que inyecta metal fundido, y el horno de almacenamiento de metal fundido, que están integrados y la sección de inyección se calienta constantemente. Como la sección de inyección se calienta constantemente, se utiliza para colar materiales con bajas temperaturas de fusión desde el punto de vista de la seguridad y la durabilidad de los componentes. Una ventaja importante es que el metal fundido puede inyectarse de forma eficiente.

2. Sistema de Cámara Fría

El sistema de cámara fría recibe su nombre del hecho de que la sección de inyección, donde se inyecta el metal fundido, y el canal de almacenamiento de metal fundido están separados y la sección de inyección no se calienta constantemente. Como el horno de almacenamiento de metal fundido es independiente, se utiliza para la fundición de materiales con altas temperaturas de fusión; la inyección de metal fundido es necesaria para cada producto, y la producción suele llevar mucho tiempo.

Más Información sobre las Máquinas de Fundición a Presión

Moldes de las Máquinas de Fundición a Presión

Los moldes de las máquinas de fundición a presión se encargan principalmente de determinar la forma y modificar la temperatura.

1. Determinación de la Forma
El molde determina la forma general y detallada del producto, así como las pequeñas ranuras y orificios, ya que el producto se fabrica de acuerdo con el molde. La precisión de la forma del molde es un punto importante, ya que afecta directamente a la calidad del producto.

La posición de la compuerta para verter el metal fundido y el flujo de metal fundido en el molde se determinan en función de la forma del producto y del número de productos que se van a fabricar a la vez. Si el molde estorba y no se puede sacar el producto, éste se saca añadiendo un mecanismo para mover el molde en ángulo o empujando el cilindro hidráulico hacia fuera.

2. Cambios de Temperatura
Los productos de fundición a presión se fabrican enfriando y solidificando el metal fundido. El molde, que determina la calidad del producto, es un componente muy importante de la máquina de fundición a presión. Además, la creación de un molde puede llevar varios meses y los costes asociados a la creación de un molde representan una parte importante de los costes de producción.

Si un molde falla o se daña durante la producción en serie, hay que interrumpir la producción. Hay que tener en cuenta que, además de una reducción significativa de la capacidad de producción, también hay costes adicionales asociados al mantenimiento de los moldes.

¿Qué es un Sensor Óptico?

Los sensores ópticos, también conocidos como elementos receptores de luz, son dispositivos semiconductores que detectan y convierten las propiedades de la luz en señales eléctricas. Estos sensores son utilizados como parte de sistemas de detección óptica, y existen diversos tipos para adaptarse a diferentes situaciones. Desde sensores que detectan si una fuente de luz se encuentra dentro de un valor específico y emiten una señal de encendido o apagado, hasta sensores más sensibles que pueden detectar fotones individuales.

Los sensores ópticos también se emplean en detectores de movimiento en puertas automáticas, ofreciendo una respuesta rápida sin demoras adicionales. Además, al funcionar mediante la detección de luz, no requieren contacto físico con personas u objetos, lo que evita la contaminación del objeto detectado. Por estas razones, los sensores ópticos son ampliamente utilizados tanto en aplicaciones industriales como de consumo.

Es importante tener en cuenta que la luz incluye no solo la luz visible, sino también rayos ultravioleta e infrarrojos invisibles. Por lo tanto, al seleccionar un sensor óptico, es necesario considerar la longitud de onda de la luz que se desea detectar.

Existen dos tipos principales de sensores de luz: aquellos que utilizan semiconductores, como los fotodiodos, y aquellos que emplean tubos fotomultiplicadores. Cada tipo tiene sus propias características y aplicaciones específicas.

Usos de los Sensores Ópticos

En los últimos años, los sensores ópticos han encontrado cada vez más aplicaciones en la automatización de equipos en la vida cotidiana. Un ejemplo común es el uso de sensores ópticos para la detección de luz infrarroja en mandos a distancia de televisión y audio, que permiten el control remoto de los dispositivos. También se utilizan en cámaras para el enfoque automático y en sensores de imagen.

En entornos públicos, los sensores de luz se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, en cajeros automáticos (ATM), se emplean para la detección de tarjetas, billetes y mecanismos internos. En máquinas expendedoras, se utilizan para la detección de monedas y billetes. Los sensores ópticos también se utilizan en baños públicos, donde la luz se enciende automáticamente cuando se detecta la presencia de una persona, y se apaga cuando no hay nadie, contribuyendo así al ahorro de energía.

En la industria alimentaria, los sensores ópticos se utilizan para verificar el contenido de azúcar en frutas. Estos sensores permiten medir el contenido de azúcar sin dañar la fruta, basándose en el principio de que la cantidad de componentes azucarados y ácidos disueltos en el jugo afecta el índice de refracción de la luz.

En el campo de la astronomía, los sensores ópticos también desempeñan un papel importante. Anteriormente, las imágenes astronómicas se registraban en placas fotográficas, pero desde la década de 1990 se han adoptado los dispositivos de carga acoplada (CCD) como sensores de imagen más eficientes y precisos.

Tecnología de Sensores Ópticos

En los últimos años, la tecnología de sensores ópticos ha progresado notablemente. En el ámbito industrial, los ensayos no destructivos son un método de inspección que permite examinar el estado de un objeto sin destruirlo. Aplicando radiación u ondas ultrasónicas al objeto, se puede comprobar el grado de daño y cicatrización sin destruir el objeto. Un método similar a este método de inspección, denominado espectroscopia de infrarrojo cercano, se utiliza para los sensores ópticos. La espectroscopia de infrarrojo cercano se utiliza en sensores espectroscópicos de infrarrojo cercano y es un mecanismo que no afecta al objeto observado. La radiación infrarroja se clasifica en “infrarrojo cercano”, “infrarrojo medio” e “infrarrojo lejano”, de los cuales los sensores espectroscópicos de infrarrojo cercano se ocupan de la radiación infrarroja cercana.

Los sensores espectroscópicos de infrarrojo cercano pueden observar una amplia gama de materiales inorgánicos y orgánicos. Por ejemplo, se utilizan junto con el campo del aprendizaje automático para comprobar si el hormigón se está deteriorando en materiales inorgánicos, y en materiales orgánicos para observar la cantidad de grasa en el cuerpo de las personas y los peces.

De este modo, la tecnología de los sensores de luz sigue evolucionando, no sólo en un campo, sino también incorporando otras tecnologías.

Principios de los Sensores Ópticos

Existen muchos métodos de detección para los sensores de luz. Los principales son los de tipo transmisivo y retrorreflectante. El tipo transmisivo requiere un proyector emisor de luz y un receptor receptor de luz, y reacciona cuando hay una obstrucción entre ellos. En el tipo retrorreflectante, el proyector y el receptor están integrados y la luz emitida por el proyector rebota en el reflector, que detecta la interrupción de la luz.

En principio, también existen dos tipos de sensores, uno que utiliza el efecto fotoeléctrico interno y otro que utiliza el efecto fotoeléctrico externo.

Efecto Fotoeléctrico Interno

Utiliza semiconductores, como los fotodiodos, y aprovecha el efecto fotovoltaico o fotoconductor. Las células de silicio cubren la gama de la luz visible, mientras que las células de germanio cubren las longitudes de onda del ultravioleta al infrarrojo. Los CCD, utilizados a menudo en las cámaras fotográficas, se sitúan en la gama de la luz visible.

Efecto Fotoeléctrico Externo

Cuando se irradia luz, los electrones son expulsados del cátodo y recogidos en el ánodo, donde son amplificados y detectados. Los sensores que utilizan tubos fotomultiplicadores pueden detectar una amplia gama que va desde la región ultravioleta de vacío hasta 1700㎛. Los sensores que utilizan fototubos también pueden detectar desde la luz ultravioleta hasta la luz visible.

Características de los Sensores Ópticos

Los productos sensores ópticos están disponibles en los siguientes tipos, que están diseñados para adaptarse al objetivo de detección y tienen características en la trayectoria de la luz.

1. Fotosensores Transmisivos

La luz emitida por el elemento emisor de luz tiene una estructura en forma de U con ambos elementos enfrentados, de modo que la luz emitida por el elemento emisor de luz incide en el elemento receptor de luz con una cierta distancia entre ambos elementos. La luz emitida por el elemento emisor de luz se mide en la salida del elemento receptor de luz, que cambia debido al apantallamiento.

2. Fotosensor Separado

Los elementos emisor y receptor de luz se encuentran en un paquete separado y pueden ajustarse arbitrariamente consiguiendo una distancia entre los sensores larga.

3. Fotosensores Reflectantes

Los elementos emisores y receptores de luz están alineados en la misma dirección o montados en un ángulo determinado. La luz del elemento emisor de luz se proyecta sobre un determinado objeto detectable y la luz reflejada por éste es medida por el elemento receptor de luz.

4. Fotocélula Prismática

Sensor de luz con elementos emisores y receptores de luz alineados en la misma dirección y montados en un ángulo determinado, en el que la luz se mide a través de un prisma situado entre los elementos emisor y receptor de luz.

5. Fotosensor de Actuador

Combinando un fotosensor de tipo transmisión con un actuador (palanca) que realiza un movimiento de rotación, el sensor se identifica mecánicamente mediante el bloqueo con una palanca.