UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN
Fecha: 09/05/2022
INOFRME #4
Carlos Sebastián Carrión Iglesias e-mail: [email protected]
Odalis Marcela Tenelanda Hinojosa e-mail: otenelanda @est.ups.edu.ec
Darien Steven Velasco Velasco e-mail: dvelascov@est.ups.edu.ec
DISTANCIA Y PROXIMIDAD
Resumen— En el presente informe se expone el
comportamiento característico de varios sensores ( Sensor de
Sonda, sensor de tiempo de vuelo, sensor de proximidad por
infrarrojos), en base a las mediciones realizadas se procederá a
analizar diferentes datos de los respectivos sensores.
Palabras Clave— Proximidad, sensores, Sonda, infrarrojos,
tiempo de vuelo.
I. OBJETIVOS
A. General
Comprender el principio de funcionamiento y uso de
diferentes sensores de distancia y proximidad.
B. Específicos
Calibrar la salida de una sonda en términos de
distancia.
Caracterizar la dispersión del sensor de tiempo de
vuelo
Determinar la resolución del sensor
Medir la proximidad del objetivo con un sensor de
proximidad por infrarrojos.
Examinar el efecto de la reflectividad del objetivo en la
salida del sensor
II. MARCO TEÓRICO
A. Sección 1: Medición de distancias de largo alcance
con una sonda
1) ¿Qué es un sonar?
Un sonar es un sensor que utiliza la propagación de ondas
ultrasónicas para detectar objetos. La Figura 1-1 muestra un
sensor de distancia de sonda integrado. El sensor consta de un
transmisor ultrasónico, un receptor y un circuito de
acondicionamiento de señales.
Ilustración 1
Como se ilustra en la Figura 1-2, el transmisor genera un
pulso ultrasónico esférico en forma de cono o ping que,
cuando se refleja en un objeto cercano, es captado por el
receptor. El circuito de acondicionamiento de señal mide el
tiempo que tarda el ping ultrasónico en viajar al objeto, rebotar
y ser recogido por el receptor. Dado que las ondas sonoras
viajan a una velocidad constante (343 m / s en aire seco a 20 °
C), la svelocidad del ping transmitido y reflejado será la
misma y, por lo tanto, la distancia, d, desde el objeto
reflectante se puede determinar utilizando Ecuación 1-1:
Ecuación 1
Donde d es la distancia entre el sensor y el objeto
reflectante, c es la velocidad del sonido y t es el tiempo que
tarda el ping ultrasónico transmitido en viajar desde el
transmisor de regreso al receptor. Los sonares suelen generar
varios pings ultrasónicos sincronizados por segundo.
Ilustración 2
Los sensores de distancia sonar son ideales para
mediciones de distancia de largo alcance, así como para
detectar objetos grandes. El sensor montado en la placa de
sensores mecatrónicos Quanser puede medir objetos de entre 6
y 254 pulgadas con una resolución de ± 1 pulgada. Antes de
ser medida por el sistema de adquisición de datos, la señal
generada por el sonar se amplifica utilizando el amplificador
no inversor ilustrado en la Figura 1-3. La relación entre los
voltajes de entrada y salida del amplificador se determina
usando la Ecuación 1-2:
Ecuación 2
Donde
Vin
es la señal generada por el sensor de la sonda,
VO
es la señal amplificada y las resistencias
R1=10kW y R 2=10kW
determinan la ganancia del
amplificador de la siguiente manera:
G=1+R2/R1.
1
