Una completa guía para seleccionar los elementos que tendrán por función sensar las variables que puedan afectar en el diseño de procesos industriales.

1. CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE
SENSORES

2. Selección de Sensores
Para definir los criterios de selección de
los sensores, a ser utilizados para medir
una variable determinada, es primordial
conocer bien el proceso en el cual será
aplicado.
Se deben tener presente las
características y factores del proceso al
cual estará sometido el instrumento.

3. Características del proceso a considerar
para seleccionar un Sensor

4. Selección de Sensores
Condiciones del Proceso:
 Medio ambiente:
– Temperatura ambiente
– Lluvias
– Humedad
– Gases tóxicos en el ambiente
– Erosión
– Corrosión
– Clasificación de áreas peligrosas de la planta
– Interferencias electromagnéticas
– Vibraciones

5. Selección de Sensores
Condiciones del Proceso:
 Balance de masas
 Presión
 Temperatura
 Tipo de fluido: aire, vapor, agua, aceite, etc.

6. Selección de Sensores
Condiciones del Proceso:
 Características del fluido: densidad, turbidez,
viscosidad, sólidos en suspensión, oxigeno disuelto,
conductivo o no, etc.
 Características químicas del fluido: sustancias que
contiene que puedan reaccionar con un sensor
determinado, gases disueltos, etc.
 Características de los sólidos: tamaño del grano,
composición, si es orgánico o inorgánico, si hay
polvos en suspensión, etc.

7. Otras Características a considerar para
seleccionar un Sensor

8. Selección de Sensores
Según la magnitud a medir:
 Margen de medida.
 Resolución.
 Exactitud deseada.
 Precisión deseada
 Estabilidad del sensor.
 Linealidad del sensor.
 Tiempo de respuesta.
 Límites absolutos de la magnitud a medir.
 Magnitudes Interferentes.

9. Selección de Sensores
Según las Características de Entrada – Salida:
 Sensibilidad.
 Tipo: tensión, corriente, frecuencia, etc.
 Forma de la señal
 Impedancia de entrada y salida.
 Destino: presentación analógica, digital, etc.

10. Selección de Sensores
Según las Características de Alimentación:
 Tensión.
 Corriente.
 Potencia disponible.
 Frecuencia.
 Estabilidad.

11. Selección de Sensores
Otros Factores:
 Peso.
 Dimensiones.
 Vida media.
 Costo de adquisición.
 Disponibilidad.
 Tiempo de instalación.
 Situación en casos de fallo.
 Costo de verificación.
 Costo de mantenimiento.
 Costo de sustitución.
 Inventarios de la Empresa
 Limitaciones en cuanto a marcas específicas.

12. RECOMENDACIONES

13. RTD vs TERMOPAR

14. Selección de Sensores RTD’s vs Termopares
 Los dos sensores de temperatura mas utilizados en la
industria son las RTD’s y los Termopares.
 Las RTD’s mas utilizadas son las de Platino por linealidad,
estabilidad y repetibilidad.
 Las RTD’s de platino mas utilizadas son las de película y
las bobinadas.
 Las bobinadas son de mejores características pero mas
costosas.
 En cuanto a los termopares se deben seleccionar por los
materiales que los constituyen y el rango de operación.

15. Selección de Sensores RTD’s vs Termopares
 El campo de medida es el factor que destaca a los termopares.
 Aunque el campo de medida de las RTD’s de Platino esta entre
-200 y 850 ºC, en la practica el limite superior es de 600 ºC, aprox.
 Los termopares pueden alcanzar temperaturas de hasta 1800 ºC.
 En la industria es frecuente medir temperaturas que no alcanzan
las RTD’s, por que se hace necesario el uso de los termopares.
 Cuando se reemplaza una RTD por otra de la misma clase, la
medición de la temperatura puede sufrir variaciones si no se
procede a una re-calibración.
Ver siguiente tabla de tolerancias

16. Clase de tolerancia Tolerancia (ºC)
A 0,15 + 0,002·|t|
B 0,3 + 0,005·|t|
Clases de tolerancias de las RTD’s de Platino
( | t | temperatura en valor absoluto )
Selección de Sensores RTD’s vs Termopares

17. Selección de Sensores RTD’s vs Termopares
Temperatura Tolerancia de temperatura
Clase A Clase B
-200ºC ±0,55ºC ±1,3ºC
-100ºC ±0,35ºC ±0,8ºC
0ºC ±0,15ºC ±0,3ºC
100ºC ±0,35ºC ±0,8ºC
200ºC ±0,55ºC ±1,3ºC
300ºC ±0,75ºC ±1,8ºC
400ºC ±0,95ºC ±2,3ºC
500ºC ±1,15ºC ±2,8ºC
600ºC ±1,35ºC ±3,3ºC
700ºC - ±3,8ºC
800ºC - ±4,3ºC
Tolerancia de
intercambiabilidad
de las Pt-100 a
diferentes
temperaturas

18. T(ºC) Tolerancias (±ºC)
J K y N T R y S B
Clase Clase Clase Clase Clase
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
-200 - - - - - - - - 3,0 - - - -
-100 - - - - - - - - 1,5 - - - -
0 1,5 2,5 - 1,5 2,5 - 0,5 1,0 1,0 1,0 1,5 - - -
100 1,5 2,5 - 1,5 2,5 - 0,5 1,0 - 1,0 1,5 - - -
200 1,5 2,5 - 1,5 2,5 - 0,8 1,5 - 1,0 1,5 - - -
300 1,5 2,5 - 1,5 2,5 - 1,2 2,3 - 1,0 1,5 - - -
400 1,6 3,0 - 1,6 3,0 - - - - 1,0 1,5 - - -
500 2,0 3,8 - 2,0 3,8 - - - - 1,0 1,5 - - -
600 2,4 4,5 - 2,4 4,5 - - - - 1,0 1,5 - - 1,5 4,0
700 2,8 5,3 - 2,8 5,3 - - - - 1,0 1,8 - - 1,8 4,0
800 - - - 3,2 6,0 - - - - 1,0 2,0 - - 2,0 4,0
900 - - - 3,6 6,8 - - - - 1,0 2,3 - - 2,3 4,5
1000 - - - 4,0 7,5 - - - - 1,0 2,5 - - 2,5 5,0
1100 - - - - - - - - - 1,0 2,8 - - 2,8 5,5
1200 - - - - - - - - - 1,3 3,0 - - 3,0 6,0
1300 - - - - - - - - - 1,6 3,3 - - 3,3 6,5
1400 - - - - - - - - - 1,9 3,5 - - 3,5 7,0
1500 - - - - - - - - - 2,2 3,8 - - 3,8 7,5
1600 - - - - - - - - - 2,5 4,0 - - 4,0 8,0
1700 - - - - - - - - - - - - - 4,3 8,5
Tolerancias de Intercambiabilidad para los diferentes termopares

19. Selección de Sensores RTD’s vs Termopares
 Una de las características mas resaltantes en las RTD’s es su
estabilidad.
 Un termopar es menos estable sobre todo cuando se somete a
temperaturas medias o altas.
 Las RTD’s son mas delicadas para aplicaciones en la Industria.
 Los termopares son mas robustos y presentan una duración
mayor que las RTD’s.
 Tanto termopares como RTD’s están protegidos por una vaina
metálica de acero inoxidable, denominándose Sonda
Termométrica.

20. Selección de Sensores RTD’s vs Termopares

21. Selección de Sensores
UNA RECOMENDACIÓN IMPORTANTE PARA LA SELECCIÓN
DE SENSORES DE TEMPERATURA ES LA DE REALIZAR
TABLAS COMPARATIVAS DE DIFERENTES DISPOSITIVOS Y
ESTUDIAR LA APLICACIÓN EN PARTICULAR

22. Características Sensor
RTD de
platino de
película
RTD de
platino
bobinada
Termopar Termistor Silicio
Coste del sensor Moderado a
bajo
Moderado Bajo Bajo a
moderado
Bajo
Coste del sistema Moderado Moderado Alto Bajo a
moderado
Bajo
Campo de medida -200 a 750ºC
(560ºC máx.,
típicamente)
-200 a 850ºC
(600ºC máx.,
típicamente)
-270 a
1800ºC
-100 a 500ºC
(125ºC máx.,
típicamente)
-40 a 125ºC
Intercambiabilidad ±0,1%,
±0,3ºC
±0,06%,
±0,2ºC
±0,5%, ±2ºC ±10%, ±0,2ºC ±1%, ±3ºC
Estabilidad Excelente Excelente Pobre Moderada Moderada
Sensibilidad 0,39%/ºC 0,39%/ºC 40µV/ºC -4%/ºC 10mV/ºC
Sensibilidad
relativa
Moderada Moderada Baja Muy elevada Moderada
Linealidad Excelente Excelente Moderada No es lineal Moderada
Pendiente Positiva Positiva Positiva Negativa Positiva
Susceptibilidad al
ruido
Baja Baja Alta Baja Baja

23. Selección de Sensores
PARA LA SELECCIÓN DE UN SENSOR SEGÚN LA DISTANCIA
ENTRE EL MISMO Y LA VARIABLE A MEDIR SE PUEDE
UTILIZAR COMO REFERENCIA EL SIGUENTE GRAFICO:

24. Posibilidades de medida de distancia con diversos sensores y su alcance

25. Selección de Sensores
La medida de aceleración ha alcanzado recientemente cotas de
utilización muy elevadas, desarrollados para aplicaciones en
sistemas de seguridad de automóviles.
La medida de vibraciones resulta muy parecida a la de la
aceleración ya que la presencia de movimientos vibratorios
supone aceleraciones cambiantes.
Los sensores de impacto por ejemplo, se caracterizan por la
detección de fuertes aceleraciones en cortos periodos de
tiempo como en el caso de los sensores de choque que
activan los “airbag’s”.
MEDIDA DE ACELERACION Y VIBRACION

26. Selección de Sensores
Para la selección de los sensores de presión es
importante tener en cuenta las unidades en las que
se va a trabajar

27. 1kPa 1 0,14504 0,0098694 689,46 10,198 10-3
1psi 6,8946 1 0,068046 51,714 70,310 0,068496
1atm 101,32 14,696 1 759,83 1033,3 1,0066
1mm Hg 0,13332 0,019337 0,0013161 1 1,3596 0,0013248
1cm H2
O 0,098062 0,014223 0,00096780 0,73551 1 0.00097416
1bar 103
14,504 0,99343 754,85 1026,5 1
kPa psi Atm mm Hg cm H2
O bar

28. Selección de Sensores
OTRAS RECOMENDACIONES

29. Selección de Sensores
Medida de Presión

30. Selección de Sensores
Los sensores potenciométricos en su mayoría utiliza el tubo
Bourdon.
La presencia de histéresis mecánica limita sus aplicaciones.
Pero su bajo costo lo hace aceptable en aplicaciones sencillas
Los sensores Inductivos son muy precisos pero lo afectan las
interferencias electromagnéticas.
Los sensores capacitivos tienen buenas prestaciones pero son
afectados por las vibraciones.
Los sensores capacitivos de diafragma son muy utilizados en la
industria para mediciones de presion.

31. Selección de Sensores
Las Galgas extensométricas son muy utilizadas por sus
excelentes características de repetibilidad y de histéresis.
Trabajan a grandes márgenes de temperatura lo que las hace
especialmente útiles en muchas aplicaciones industriales .
Pueden medir altos valores de presión.

32. Selección de Sensores
La Compatibilidad Química del medio: las medidas de presión se
hacen en medios que pueden ser muy agresivos para el sensor y que podría
suponer su degradación progresiva e incluso su destrucción casi inmediata.
La capacidad de soportar sobrepresiones: Establece una capacidad
de soportar una presión superior al margen de medida sin que sea destruido
o dañado.
El Margen de Temperatura de Trabajo: La temperatura de trabajo del
sensor afecta a la medida por lo que deberá ser tenida en cuenta bien sea en
el propio sensor o bien en el circuito que recibe la señal del sensor..
TRES CONSIDERACIONES IMPORTANTES PARA
SENSORES DE PRESION

33. Selección de Sensores
Colocación de sensores de presión

34. Selección de Sensores
Medida de flujo

35. Selección de Sensores
Tipo de Información Continua o Totalizada.
Acceso a la Información: Local o Remoto.
Propiedades del Fluido: Densidad, Conductividad, viscosidad,
presión de vapor, opacidad, toxicidad, inflamabilidad, presencia de
sólidos en suspensión, etc. Se sugiere consultar a los fabricantes y
tener buen sentido común.
Lugar de la Medida
Margen de medida y precisión
CONSIDERACIONES IMPORTANTES PARA MEDICIONES DE FLUJO

36. Selección de Sensores
Medida de flujo

37. Selección de Sensores
OTRAS CONSIDERACIONES PARA MEDICIONES DE FLUJO
Ver archivo de medidores de caudal .pdf

38. Selección de Sensores
CONSIDERACIONES PARA MEDICIONES DE NIVEL

39. Selección de Sensores
Superficie libre en un deposito: (a) Líquidos estáticos, (b) graneles
sólidos, (c) Líquidos en agitación.

40. Selección de Sensores
OTRAS CONSIDERACIONES PARA MEDICIONES DE NIVEL
•Se debe estudiar la posibilidad de introducir el sensor dentro del
tanque.
•Hay que determinar si es posible situar el sensor inmerso en el
material o en la atmósfera que se sitúe sobre el, y determinar la
compatibilidad química.
•Es imprescindible determinar si el material del tanque cuyo nivel se
pretende medir mantiene constante la densidad ya que eso afecta a la
presión hidrostática.
•Finalmente se deberá tener en cuenta el tipo de medida a realizar:
continua (con salida proporcional o por puntos, cuando el nivel alcanza
determinadas posiciones)

41. Selección de Sensores
Tipos de medidas de nivel: (a) continua, (b) discreta.

42. Existen muchas otras consideraciones que pueden
tomarse en cuenta a la hora de seleccionar un
determinado sensor para una aplicación especifica.
Con la experiencia se van adquiriendo dichas
consideraciones, pero en un principio se puede contar
con el apoyo de personas ya expertas en el área y con
representantes de fabricantes de instrumentos con
experiencia.
También el sentido común les ayudara en la selección
de un sensor para una aplicación en particular.