CAPITUL8

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CAPITULO VIII 
 
 
 
 Sensores y Actuadores 
 
 
 
 
Introducción: 
En un sistema de control automático el sensor es el elemento que 
cierra el lazo de control y tiene como tarea captar, del proceso o 
máquina sobre la que se ejerce control, la información de cómo se 
está comportando o realizando el trabajo. 
Esta información es transmitida al controlador que la usará para 
tomar la acción de control correspondiente. 
 
Con PLC’s los sensores se conectan a las entradas , y básicamente 
pueden ser de 2 tipos : 
 Analógicos 
 Digitales 
 
Los sensores analógicos, se requieren cuando el fenómeno a captar 
es variable en el tiempo. En estos casos el sensor es un transductor 
y se conectará a una entrada especial con un dispositivo convertidor 
analógico /digital. 
 
 En el caso de los sensores digitales, la información que se transmite 
al PLC, es solo sobre presencia o ausencia, abierto o cerrado, 
cercano o lejano, prendido o apagado, o cualquier otra información 
que se pueda representar en forma binaria. A éstos algunas veces se 
le llama detectores o interruptores. 
 2
8.1 Características de los 
sensores digitales. 
 
Puesto que los sensores digitales son los más usados en automatización con 
PLC’s , este capítulo lo dedicaremos exclusivo a discutir los tipos de 
sensores más comunes. 
 
Existe en el mercado una gran variedad de marcas y tipos de sensores, pero 
la mayoría pertenece, según su accionamiento, a alguna de las 
clasificaciones dadas a continuación: 
 
a) De acción mecánica o de contacto 
interruptores de final de carrera 
interruptores miniatura 
botones pulsadores 
interruptores de enclavamiento 
interruptores de selección 
interruptores de levas 
etc. 
b) De acción magnética 
sensores inductivos 
interruptores electromagnéticos 
interruptores de límite sensibles a un campo magnético. 
c) De acción capacitiva 
sensores capacitivos 
d) Accionados por luz 
celda fotoeléctrica 
interruptor optoelectrónico 
e) De acción ultrasónica 
sensores ultrasónicos 
f) De acción neumática 
 Presostatos 
 interruptores centrífugos 
 etc. 
 
8.2 Interruptores de acción 
mecánica 
Entre los más utilizados están los interruptores de límite de carrera ( 
limits switches ). Estos interruptores se usan ordinariamente para 
desconectar, límites de carreras, el avance de bancadas en máquinas o 
herramientas como fresadoras, así como limitar el avance de los porta-
herramientas de los tornos, en montacargas, ascensores, robots , etc. 
 3
Para poder accionar estos interruptores se requiere contacto físico entre la 
parte de la máquina y la palanca del interruptor con la fuerza suficiente 
para operar.( ver figura ) 
 
 
Comercialmente existen infinidad de tipos y tamaños dependiendo de la 
fuerza de operación, la manera de montar y las limitaciones de acuerdo a 
su aplicación (como acoplamiento a las cargas que van a ser accionadas). 
palanca
máquina
símbolo
Nor malment e Abier t o
r esor t es
cont act os
palanca
máquina
símbolo
Nor malment e Cer r ado
r esor t es
cont act os
a ) . - I n t e r r u p t o r d e l í m i t e m e c á n i c o ( L S ) n o r m a l m e n t e c e r r a d o
a ) . - I n t e r r u p t o r d e l í m i t e m e c á n i c o ( L S ) n o r m a l m e n t e a b i e r t o
C a r lo s C a n t o
Cuerpo del 
interruptor
Actuador 
Cabeza 
operativa
Objetivo
 4
8.2.1 DESVENTAJAS MÁS IMPORTANTES 
 
 Producen Rebote mecánico al conmutar 
 Al existir contacto físico se produce desgaste y requieren 
mantenimiento 
 Son de respuesta lenta 
 Son ruidosos 
 Voluminosos 
 Vida limitada 
 
 
8.3 Sensores de proximidad 
 
Estos sensores que pueden ser implementados con diferentes técnicas de 
accionamientos, tienen en común que para que una reacción sea 
producida , sólo se requiere la proximidad física entre el objeto y el 
sensor, sin necesidad de contacto mecánico alguno entre ambos. 
 
A este tipo de sensores también se le conoce con el nombre de detectores o 
interruptores de proximidad. 
 
Con éstos, se obtienen ventajas considerables sobre los interruptores 
mecánicos, como las que mencionamos a continuación: 
 
 No hay contacto físico ni esfuerzo y sin fuerza de reacción 
 Libre de desgaste por lo tanto se tiene larga vida 
 Conmutación sin rebotes por lo tanto no hay pulsos falsos 
 No tiene contactos y por lo tanto libre de mantenimiento 
 Garantiza un Alta precisión eléctrica 
 número grande de conmutaciones 
 Frecuencias de conmutación elevadas 
 Resistentes aún en medios ambientes extremosos 
 
Como ya mencionamos anteriormente existe una gran variedad de 
técnicas de accionamiento, tamaños, formas, y características de los 
sensores de proximidad, que el usuario debe saber seleccionar de acuerdo 
al tipo de objeto que se quiere detectar. 
Los más comúnmente encontrados en el mercado para ser usados con 
PLC’s son los: 
 
 Inductivos 
 Magnéticos 
 Capacitivos 
 Optoelectrónicos 
 Ultrasónicos 
 5
 Aquí daremos los principios básicos de funcionamiento, 
especificaciones más importantes de cada uno de ellos y algunas 
aplicaciones. 
 
 
8.4 Sensores inductivos 
 
Los sensores de proximidad inductivos son útiles cuando se requiere 
detectar, sin contacto, la presencia o movimientos funcionales de objetos 
metálicos ubicados en máquinas herramientas, de ensamble y de 
procesado, robots, líneas de producción, etc. 
 
Cuando el objeto metálico entra al campo de acción del sensor, este se 
activa como un interruptor produciendo una señal eléctrica que puede 
utilizarse para la conmutación de electroválvulas, contadores, tarjetas de 
interfase o controladores programables. 
 
 8.4.1 PRINCIPIOS DE OPERACIÓN 
Los sensores de proximidad inductivos generalmente están construidos 
en 4 elementos principales : 
 
 Una bobina de núcleo de ferrita 
 Un oscilador de radio frecuencia 
 Una unidad de evaluación o de disparo 
 Una etapa de salida o conmutador 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El oscilador crea una campo electromagnético de radio frecuencia que 
es formado y definido por la bobina de núcleo de ferrita, concentrando el 
Carlos Canto
SUPERFICIE ACTIVA
DIAGRAMA DE BLOQUES DE LAS COMPONENTES DE UN SENSOR 
 1. BOBINA
4. ETAPA DE 
SALIDA
3. UNIDAD DE 
EVALUACIÓN 
2. OSCILADOR
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Bobina electromagnética 
Frente del sensor 
Objetivo 
campo sensorial hacia la dirección axial del sensor de proximidad, a esta 
zona se conoce con el nombre de superficie activa del sensor. 
Cuando un objeto metálico es colocado dentro de este campo, éste 
absorbe parte de la energía generada por el oscilador en forma de 
corrientes de eddy que aparecen en la superficie del objeto. De tal forma 
que el objeto metálico se comporta como el embobinado secundario de un 
transformador. 
Por lo tanto, el oscilador que es un dispositivo de potencia limitada, irá 
bajando la amplitud de su oscilación conforme el objeto metálico se 
acerca más a la superficie activa del sensor, ya que la pérdida de energía 
es cada vez más grande, hasta el punto que el oscilador ya no puede 
mantenerse oscilando. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
off off 
on
voltaje de 
salida del 
circuito de 
interfase 
salida 
Respuesta de un sensor inductivo con la proximidad 
 de un objetivo metálico
Carlos Canto
magnitud de la 
oscilación 
Objeto 
metálico 
 7
 
 
 
 
El circuito de evaluación rectifica la oscilación senoidal que recibe del 
oscilador para producir un voltaje de CD, compara su nivel con una 
referencia preestablecida y al detectar que la oscilación ha cesado, 
cambia el 
estado del dispositivo de conmutación de la etapa de salida. 
 
A diferencia de los interruptores mecánicos, el proceso de conmutación 
está libre de todo rebote. 
salida de un sensor 
normalmente abierto 
salida conduciendo 
"ON" 
salida sin conducir 
"OFF" 
Respuesta de un sensor de proximidad Inductivo 
para salidas NA Y NC 
salida sin conducir 
"OFF" 
salida conduciendo"ON"
salida de un sensor 
normalmente cerrado 
objeto fuera del campo 
de acción del sensor 
objeto entrando al campo 
de acción del sensor 
Carlos Canto
 8
8.5 Tipos de sensores de 
corriente directa 
 
 
Aunque hay en el mercado algunos dispositivos de 2 hilos de corriente directa 
(DC). Los modelos de sensores inductivos típicamente son de 3 ó 4 hilos los 
cuales requieren una funete de poder separada . Algunos modelos usan de 
conmutador transistores NPN y otros usan transistores PNP 
 
 
Los sensores de proximidad de DC de 3 hilos pueden ser dispositivos ya sea de 
suministro de corriente (sourcing) o de “drenado” de corriente ( sinking). 
 
Los sensores de tipo suministro (sourcing) usan transistores PNP para conmutar 
la corriente de carga y los sensores de tipo drenado de corriente (sinking) usan 
transistores NPN. 
 
El tipo de transistor usado en la etapa de salida del sensor, es un factor 
importante para determinar la compatibilidad de éste con la entrada del sistema 
de control (por ejemplo un PLC). 
 
 
Sensor DC de 2 hilos 
Sensor DC de 3 hilos 
Sensor DC de 4 hilos 
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8.5.1 Operación como suministro de corriente 
(sourcing) 
 
 
En la ilustración se muestra la etapa de salida de un sensor tipo suministro de 
corriente . Cuando el transistor PNP se satura, fluye corriente del transistor 
hacia la carga. 
 
 
 
 
8.5.2 Operación de drenado de corriente (sinking) 
 
 En un sensor de tipo drenado de corriente (sinking), se usa un transistor NPN . 
Cuando el transistor se satura , fluye corriente de la carga hacia el transistor . 
Esto es a lo que se refiere los de drenado de corriente ya que la dirección de la 
corriente es hacia el sensor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Carga 
Transitor NPN 
Transistor PNP 
Carga 
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8.5.3 Operación Normalmente Abierto (NA) y 
Normalmente Cerrado (NC) 
 
Las salidas pueden ser Normalmente abiertas (NA) o Normalmente cerradas 
(NC) dependiendo de la condición del transistor cuando el objetivo no está 
ausente. Si , por ejemplo, el transistor de salida está Off cuando el objetivo está 
ausente , entonces es un dispositivo Normalmente Abierto. Si el transistor de 
salida está ON cuando el objetivo este ausente éste es un dispositivo 
Normalmente Cerrado. 
 
Los transistores también pueden ser dispositivos complementarios ( 4 hilos). 
cuando tiene tanto operación como Normalmente abierto y normalmente 
cerrado en el mismo sensor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8.5.4 Blindaje 
 
 
Los sensores de proximidad tienen bobinas enrolladas en núcleo de ferrita. 
Estas pueden ser blindadas o no blindadas. Los sensores no blindados 
generalmente tienen una mayor distancia de sensado que los sensores 
blindados. 
 
El núcleo de ferrita concentra el campo radiado en la dirección del uso. Se le 
coloca alrededor del núcleo un anillo metálico para restringir la radiación 
lateral del campo. 
 
Los sensores de proximidad blindados pueden ser montados al raz de metal, 
pero se recomienda dejar un espacio libre de metal abajo y alrededor de la 
superficie de sensado 
 
 
 
 
 
Sensor de 4 hilos complementario
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Un sensor de proximidad no blindado no tiene el anillo de metal rodeando el 
núcleo para restringir la radiación lateral del campo. Los sensores no blindados 
no pueden ser montados al raz de un metal . 
Estos deben tener un área libre de metal alrededor de la superficie de sensado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8.5.5 Objetivo estándar para sensores inductivos 
 
Se define un objetivo estándar uno que tiene una superficie plana, liza , hecha 
de acero dúctil de 1mm de grueso. La longitud de los lados del objetivo 
estándard es igual al diámetro de la superficie de sensado o tres veces el rango 
de operación especificada, el cual es mayor. 
Sensor blindado 
Blindaje Blindaje 
Ferrita 
Núcleo de ferrita 
Anillo metálico 
de blindaje 
Superficie de trabajo 
Zona libre 
Sensor no blindado 
Zo
na 
Objetivo estándard 
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La distancia de sensado es constante para el objetivo estándar. Sin embargo, 
para objetivos no ferrosos tal como el bronce, aluminio y cobre, ocurre un 
fenómeno conocido como “efecto epitelial”. Que da como resultado que, la 
distancia de sensado disminuya conforme el grueso del objetivo aumenta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuando el material a ser sensado no es de acero dúctil, es necesario aplicar un 
factor de corrección 
8.5.6 Características de respuesta 
 
Los detectores de proximidad responden a un objeto solo cuando están dentro 
de un área definida enfrente de la cara de sensado del interruptor. El punto en el 
cual el interruptor de proximidad reconoce un objetivo entrante es el punto de 
operación. 
El punto en el que un objetivo saliendo hace que el dispositivo conmute de 
nuevo a su estado normal se le conoce como punto de desarme . El área entre 
estos dos puntos es llamado la zona de histéresis 
 
Acero dúctil 
Bronce 
Cobre 
Aluminio 
Grueso del objetivo en milímetros 
Factor de corrección 
Acero dúctil,
Lámina de Aluminio
Acero inoxidable serie 300
Bronce
Aluminio
Cobre 
Blindado No Blindado 
Factor de corrección 
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Curva de respuesta 
 
El tamaño y forma de una curva de respuesta depende del interruptor. La curva 
mostrada representa a un tipo de interruptor de proximidad. 
En este ejemplo, un objetivo a aproximadamente 0.45 mm del sensor, hará que 
el sensor opere hasta que el objetivo cubre el 25% de la cara del sensor. A 0.8 
mm del sensor, el objetivo debe cubrir la cara completa del sensor. 
Zona de Histéresis 
Punto de 
desarme 
objetivo 
Curva 
característica 
de respuesta 
objetivo 
Punto de operación 
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Sensor de 
proximidad 
objetivo 
Disco en material no magnético ni 
conductor 
objetivo 
Sensor de 
proximidad 
 
 
 
Técnica para obtener la respuesta de un sensor inductivo a diferentes 
materiales 
 
 
 
 
 
 
 
Técnica para medir la Frecuencia máxima de Conmutación de un 
sensor de proximidad 
 
 
8.5.7 Caracterización de los sensores inductivos
 15
 
8.5.8 Ejemplos de aplicación de los sensores 
inductivos 
 
 
8.5.9 Algunos modelos de sensores inductivos 
Detección de 
ruptura de 
brocas 
Detección de posición 
totalmente abiertas o 
cerradas de válvulas 
 
 Detección de tornillos y 
tuercas para control de 
dirección y velocidad 
 Detección de presencia de 
latas y tapas 
Detección de 
ruptura de puntas 
de fresadora 
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 8.6 Sensores de proximidad 
capacitivos 
 
Los sensores de proximidad capacitivos son similares a los inductivos. La 
principal diferencia entre los dos tipos es que los sensores capacitivos 
producen un campo electrostático en lugar de un campo electromagnético 
 
Los interruptores de proximidad capacitivos sensan objetos metálicos 
como los inductivos, pero además tiene la capacidad de detectar 
materiales no metálicos tal como papel, vidrio, líquidos y tela 
 
8.6.1 Teoría de operación de los sensores de 
proximidad capacitivos 
 
La superficie de sensado del sensor capacitivo está formada por dos 
electrodos concéntricos de metal de un capacitor. Cuando un objeto se 
aproxima a la superficie de sensado y éste entra al campo electrostático de 
los electrodos, cambia la capacitancia en un circuito oscilador. Esto hace 
que el oscilador empiece a oscilar. 
El circuito disparador lee la amplitud del oscilador y cuando alcanza un 
Frente del 
sensor 
Objetivo (metálico o no metálico) 
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nivel específico la etapa de salida del sensor cambia. Conforme el 
objetivo se aleja del sensor, la amplitud del oscilador disminuye, 
conmutando al sensor a su estado original. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ausencia de 
objetivo 
 objetivo 
presente 
Ausencia de 
objetivo 
objetivo 
Placa 
dieléctrica 
Oscilador 
Disparador 
Salid
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Constante 
Dieléctrica 
8.6.2 Objetivoestándar y la constante 
dieléctrica 
 
 
Los objetivos estándar son especificado para cada sensor capacitivo. El 
objetivo estándar se definen normalmente como un metal o agua. 
 Los sensores capacitivos dependen de la constante dieléctrica del 
objetivo. Mientras más grande es la constante dieléctrica de un material es 
más fácil de detectar. 
La gráfica siguiente muestra la relación de las constantes dieléctricasde 
un objetivo y la habilidad del sensor de detectar el material basado en la 
distancia nominal de sensado. (Sr). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejemplo de uso de la constante dieléctrica 
 
Si un sensor capacitivo tiene una distancia de sensado nominal de 10mm 
y el objetivo es alcohol, la distancia efectiva de sensado es 
aproximadamente el 85% de la distancia nominal , o sea 8.5 mm. 
 
Constante 
Dieléctrica 
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Anillo de blindaje 
Superficie de trabajo 
 
8.6.3 Sensores de proximidad capacitivos 
blindados 
 
Estos sensores detectan materiales conductores como cobre, aluminio o 
fluidos conductores así como materiales no conductores tales como 
vidrio, plástico, tela y papel. 
Los sensores blindados se pueden montar enrazados sin que se afecten 
adversamente sus características de sensado. Se debe tener cuidado de 
asegurarse que este tipo de sensores sea usado en ambientes secos. 
Liquido en la superficie puede hacer que el sensor dispare en falso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8.6.4 Algunos modelos de sensores capacitivos 
 
Existen en el mercado versiones de sensores de CD y CA. 
 Los de CD los hay de 2,3 y 4 hilos de salida. 
 Con distancias de sensados desde 5 mm hasta 20 mmm 
 
 
 20
8.6.5 Ejemplos de aplicación de sensores de 
proximidad capacitivos 
 
 
Detección a través de barreras 
Una aplicación para los sensores de proximidad capacitivos es la 
detección de nivel a través de barreras. 
 
 Por ejemplo el agua tiene una constante dieléctrica mucho más alta 
que el plástico. 
 
Esto le da al sensor la habilidad de “ ver a través “ del plástico y detectar 
el agua. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Control de nivel de llenado 
de sólidos en un recipiente 
Detección de fluidos en 
contenedores tal como 
leche en botes de 
cartón 
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Bakelita 
Vidrio 
Hule duro 
Laminado de papel
Madera 
Comp. cable moldeado
Aire, Vacío 
Mármol 
Papel con aceite
papel 
Parafina 
Petróleo 
Porcelana 
Tablaprensada 
Vidrio sílica 
Arena sílica 
Hule silicón 
Agua 
Hule suave 
8.6.6 Tabla de constantes dieléctricas 
 
 La tabla muestra las constantes dieléctricas ( abreviadas como DC) de 
varios materiales 
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Ondas de sonido transmitidas Ondas reflejadas del sonido (Eco ) 
Disco piezoeléctrico 
Objetivo 
8.7 Sensores de proximidad 
ultrasónicos 
 
Los sensores de proximidad ultrasónicos usan un transductor para enviar 
y recibir señales de sonido de alta frecuencia. 
Cuando un objetivo entra al haz, el sonido es reflejado de regreso al 
sensor, haciendo que se habilite o deshabilite el circuito de salida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8.7.1 Principio de operación de los sensores 
ultrasónicos 
 
El sensor tiene un disco piezoeléctrico montado en su superficie, el cual 
produce ondas de sonido de alta frecuencia. Cuando los pulsos 
transmitidos pegan con un objeto reflector de sonido, se produce un eco. 
La duración del pulso reflejado es evaluado en el transductor. Cuando el 
objetivo entra dentro del rango de operación preestablecido, la salida del 
interruptor cambia de estado. Cuando el objetivo se sale del rango 
preestablecido, la salida regresa a su estado original. 
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Pulso de Eco 
Pulso Inicial Pulso Inicial 
Tiempo de listo para recibir 
Ciclo de emisión de pulsos 
Pulso emitido 
 
El pulso emitido es un “burst” corto de energía ultrasónica de gran 
amplitud. El pulso de eco es típicamente de amplitud más baja. El 
intervalo de tiempo entre la señal transmitida y su eco es directamente 
proporcional a la distancia entre el objeto y el sensor. 
 
 
 
 
 
Zona ciega 
 
Directamente enfrente del sensor hay una zona ciega. Dependiendo del 
sensor la zona ciega es de 6 a 80 cm del frente del sensor. Un objeto 
colocado en la zona ciega produce una salida inestable. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pulso Eco
Zona
ciega
Pulso Emitido 
 24
Límite Límite Superior 
Rango de Sensado 
Zona 
Ciega Rango de 
Operación 
seleccionad
Distancia Actual 
 
Definición del rango 
 
El rango de operación puede ajustarse en términos de su ancho y posición 
dentro del rango de sensado. El límite superior puede ser ajustado en 
todos los sensores . El límite inferior solo se puede ajustar en ciertos 
tipos. Los objetos colocados más allá del límite superior no producen 
ningún cambio en la salida del sensor. 
 
 
Patrón de Radiación 
 
El patrón de radiación de un sensor ultrasónico consiste de un cono 
principal y varios cono vecinos. El ángulo aproximado del cono principal 
es de aproximadamente 5 grados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 25
Líquido Material granulado de coarzo 
Material Absorbente de Sonido 
Objeto que Interfiere
Apertura 
Objetivo
 
 
Sensando líquidos y material granulado 
de coarzo 
 
Líquidos tales como agua, están limitados a un alineamiento angular de 3 
grados con respecto a la superficie a sensar. Materiales granulados de 
Coarzo, tales como la arena, sin embargo, pueden tener una desviación 
angular de tanto como 45 grados. Esto se debe a que el sonido se refleja 
sobre un ángulo más grande. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Enmascarando objetos que interfieren 
 
Se podría tener un objeto localizado en la vecindad del cono del sonido 
que ocasionará que el sensor opere inadecuadamente. Estos objetos 
pueden ser apantallados usando una apertura hecha en material absorbente 
de sonido, tal como la tabla roca. Esto estrecha el cono del sonido y evita 
que le lleguen pulsos al objeto que interfiere. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 26
Influencias del Ambiente 
 
En esta tabla se muestra como es afectada la operación de los sensores 
ultrasónicos con cambios en el ambiente. 
En ambientes polvosos se puede bajar el rango del sensor 
del 25 al 33%
POLVO 
No se debe permitir Niebla de pintura en la superficie del 
transductor. 
NIEBLA DE 
PINTURA 
Los sensores ultrasónicos no son afectados por lluvia 
normal o nieve, pero la superficie del transductor deberá 
PRECIPITACIÓN 
Ocurren errores en la cuando son usados en ambientes en 
gases diferentes a la atmósfera. 
GAS 
Velocidades del aire mayores de 50 km/hr. Pueden afectar 
la operación. 
CORRIENTES DE 
AIRE 
La velocidad del sonido aumenta conforme aumenta la 
humedad. Esto puede producir que un objeto aparente 
estar más cerca cuando se usan sensores ultrasónicos. 
HUMEDAD 
Los sensores Ultrasónicos no operan en el vacío. VACÍO 
La velocidad del sonido disminuye con aumentos de la 
presión atmosférica. La velocidad del sonido disminuye 
3.6% entre el nivel del mar y 3 Km arriba del nivel del mar. 
PRESIÓN 
La velocidad del sonido disminuye con aumentos de 
temperatura.
TEMPERATURA 
EfectoCondición 
 27
Medición 
de nivel en 
vasijas 
grandes
Anticolisión
Medición 
de nivel en 
botellas 
pequeñas 
Sensado de 
alturas
Control de 
Calidad
Sensado de 
Fisuras
 
Algunos Sensores de proximidad 
Ultrasónicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejemplos de aplicaciones 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 28
Sensado de 
personas 
Monitoreo 
de rupturas 
de Alambres 
y Cuerdas 
Control de 
loops 
 
 
 
 
 
 
Conteo de 
botellas 
Sensado de 
objetos
Sensado y 
posicionamiento
de vehículos
Sensado 
de altura 
de apilados
Reconocim
iento de 
curveados
Sensado de 
Diámetro y 
Control de 
velocidad de 
listón
 29
8.8 Actuadores 
 
Introducción 
 
Son aquellos dispositivos o subsistemas que se encargan de regular la 
potencia de una planta o de un automatismo, los cuales en forma directa y 
de acuerdo a la señal recibida por los procesadores, modifican o 
mantienen las características del proceso.. El Actuadorpuede ser operado 
directamente por la parte de mando o puede ser que requiera algún 
preaccionamiento para amplificar la señal de mando. Algunas veces a 
‘estos se les llama “DRIVERS” 
 
Hay una gran variedad de actuadores, pero los más comunes son los 
usados para producir movimientos (motores y cilindros), los usados para 
trasiego de fluidos ( bombas) y los térmicos (Hornos, intercambiadores, 
etc.). 
Este capítulo no tiene como objetivo estudiar en detalle ninguno de este 
tipo de actuadores, sino solo mencionar los tipos más usados de éstos. 
 
8.8.1 Tipos de Actuadores 
 
Una forma de clasificar a los actuadores se basa en el tipo de energía que 
utilizan para operar y también por el trabajo concreto que van a realizar. 
Según esto podemos distinguir 4 tipos de actuadores a saber: 
 
 Eléctricos 
 Hidráulicos 
 Neumáticos 
 Térmicos. 
 
Dentro de cada una de estas tecnologías encontramos, a su vez, 
accionamientos de dos tipos: 
 
 Accionamiento todo o nada 
 Accionamientos de tipo continuo 
 
8.8.2 Actuadores Eléctricos 
 
De alguna manera, todos los preaccionamientos que se conectan a los 
autómatas suelen tener mando eléctrico. Pero dentro de este apartado nos 
referiremos únicamente a relevadores, contactores y servomotores de tipo 
eléctrico. 
 30
 
8.8.3 Actuadores Hidráulicos y Neumáticos 
 
Los actuadores Hidráulicos y neumáticos se aplican de forma masiva en 
los automatismos industriales, gracias a su robustez y facilidad de control. 
Básicamente estudiaremos dos tipos de accionamiento: 
Los cilindros Hidráulicos o Neumáticos y los motores Hidráulicos. Sin 
embargo, también describiremos brevemente las electroválvulas y 
servoválvulas como elementos previos de control o preaccionamientos 
indispensables en estos sistemas. 
 
Válvulas. 
Una válvula es un dispositivo que permite establecer o cortar la conexión 
hidráulica o neumática entre dos o más conductos o vías. En cualquier 
válvula hay que distinguir dos partes: 
 
 Elementos de mando 
 Circuito de potencia 
 
El elemento de mando se encarga de conmutar la conexión hidráulica o 
neumática entre conductos del circuito de potencia. El mando puede ser 
de tipo eléctrico (electroimán), manual (pulsador), hidráulico o 
neumático. 
 
Las válvulas suelen clasificarse atendiendo al número de posiciones 
distintas que permite el circuito de mando y así número de vías de entrada 
y/o salidas del circuito de potencia en cada posición. Así, por ejemplo, 
una válvula 4/2 indica una válvula de 4 vías y dos posiciones. 
 
Las válvulas de 2 posiciones pueden clasificarse, además en monoestables 
o biestables. Las primeras tienden, en ausencia de mando, a una posición 
fija de reposo (generalmente obligada por un muelle). Las biestables y en 
ausencia de mando pueden permanecer en cualquiera de las dos 
posiciones ( permanecen en la última posición que les ha llevado el 
mando). 
 
Desde un punto de vista lógico, las válvulas monoestables permiten 
realizar funciones de tipo AND , OR y NOT y , por tanto, permiten 
realizar cualquier circuito neumático o hidráulico de tipo combinacional. 
Las biestables permiten realizar la función memoria y, por tanto cualquier 
circuito secuencial. 
En los automatismos controlados por un autómata, la lógica suele 
encargarse a éste , por lo que las válvulas suelen jugar un papel de 
prteaccionamientos, que vistos desde el autómata son puramente bobinas 
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de electroimán, activadas a través de salidas tipo lógico, ya sea por 
relevador o con interruptor de estado sólido (Transistor y triac). 
 
Cilindros. 
Un cilindro neumático o hidráulico es un accionamiento que permite 
obtener un movimiento lineal aplicando una presión a uno ú otro lado del 
émbolo. Según sus posibilidades de posicionamiento, podemos clasificar 
los cilindros en tres grandes grupos: 
 
 De simple efecto 
 De doble efecto 
 De acción diferencial 
 
Los primeros permiten empujar en un solo sentido y retornan 
automáticamente al origen por la acción de un muelle. El mando de éstos 
se suele efectuar mediante una válvula de 3 vías y 2 posiciones, abierta o 
cerrada . 
Los de doble efecto permiten empujar en ambos sentidos. El mando se 
suele realizar a través de una válvula de 4 vías y 2 posiciones. 
Los cilindros de acción diferencial permiten mantener el émbolo en 
cualquier posición, aplicando presión a ambos lados del mismo o, 
simplemente, conseguir un movimiento más uniforme en el caso de 
carreras largas. Para su control hacen falta dos válvulas de bloqueo y un 
distribuidor 4/2 . 
 
Debemos recordar además que, debido a la sección del vástago el empuje 
de los cilindros de doble efecto no suele ser el mismo en ambas 
direcciones. 
 
En general, las especificaciones técnicas de los cilindros suelen indicar la 
fuerza que es capaz de efectuar en cada uno de los sentidos en función de 
la presión aplicada. 
 
 
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