Explique la función que realiza el comparador en un sistema de control en

lazo cerrado (Selectividad Andalucía Junio 2017).

El comparador es un elemento que se sitúa dentro de los

sistemas de control de lazo cerrado.
Los sistemas de control de lazo cerrado son aquellos en los
que existe una realimentación de la señal de salida, de manera
que ésta ejerce un efecto sobre la señal de control.

El comparador tiene como función la de proporcionar la

diferencia entre la señal de salida deseada y la obtenida
realmente.
 Interruptores de proximidad: tipos y principios de
funcionamiento (Selectividad Andalucía Junio 2017).

Los transductores de posición son elementos encargados de detectar cuándo un

objeto o elemento se encuentra en una posición acotada.

Los principales tipos son:

Finales de carrera mecánicos.

Son interruptores que sirven para detectar la posición de una determinada pieza, de un
móvil, etc. Cuando este alcanza el extremo de su carrera, actúan mecánicamente
sobre una palanca, émbolo o varilla, produciendo el cambio de unos pequeños
contactos internos.

Según sea el elemento actuador del transductor se dividen en: final de carrera de
palanca, final de carrera de émbolo y final de carrera de varilla.

Sensores inductivos

Este tipo de sensores se clasifican en función de los distintos materiales ante los que
son capaces de reaccionar.

 Sensores inductivos sensibles a materiales ferromagnéticos:

Se hace uso de un campo magnético estático que es modificado por la presencia del
material ferromagnético que queremos detectar. Se utilizan cuando son precisas
muchas actuaciones, cuando no hay sitio para los de tipo mecánico, o bien cuando las
condiciones ambientales (polvo, humedad) pueden dificultar el funcionamiento de otro
tipo de sensores.

 Detectores inductivos sensibles a materiales metálicos

Reaccionan ante cualquier material capaz de producir pérdidas por el efecto Foucault.
Se hace uso de un campo magnético variable cuya dispersión en el espacio define el
campo de sensibilidad del dispositivo.

Estos sensores se pueden montar total o parcialmente empotrados. Además deberá

guardarse una distancia mínima entre ellos si se instalan varios próximos unos de
otros.

Sensores de proximidad capacitivos

Los sensores de proximidad capacitivos utilizan un campo eléctrico como fenómeno
físico aprovechable para reaccionar frente al objeto que vaya a detectar.

Esta clase de sensores permiten detectar diferentes productos a una distancia de 40

mm. Algunos de los objetos detectables por estos sensores son: líquidos conductores
y no conductores, objetos metálicos, sustancias en polvo o en grano (harina, trigo,
avena, grava, etc.).

Sensores ópticos

Los sensores ópticos permiten detectar todo tipo de objetos y productos, tanto sólidos
como líquidos.

La detección se realiza por reflexión, al devolver el objeto la luz recibida, o por barrera.

Las células fotoeléctricas se utilizan para distancias superiores. Funcionan también por
infrarrojos y permiten detectar todo tipo de objetos y personas, bien en movimiento o
bien en posición estática.
¿Qué elementos hay en un sistema de control en lazo cerrado que no existen en uno de lazo
abierto? Justifique por qué son necesarios estos elementos (Selectividad Andalucía Septiembre
2017).

Los sistemas de control en lazo abierto son aquellos en los que la señal de
salida no tiene influencia sobre la señal de entrada.

Los sistemas de control en lazo cerrado son aquellos en los que existe una
realimentación de la señal de salida o, dicho de otra forma, aquellos en los que
la señal de salida tiene efecto sobre la acción de control.
 Explique el principio de funcionamiento de los termistores y enumere sus
tipos (Selectividad Andalucía Septiembre 2017).

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su

funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que
presenta un semiconductor con la temperatura. Existen dos
tipos de termistores:

 NTC (Negative Temperature Coefficient): su

resistencia disminuye con el aumento de temperatura.

 PTC (Positive Temperature Coefficient): su

resistencia aumenta con el aumento de temperatura.

Se pueden utilizar para:

 Medidas de temperaturas
 Medida de la velocidad de fluidos
 Protección contra el recalentamiento de equipos
 Indicadores de nivel
 Provocar retardos en circuitos
 Limitadores de corriente
Explique el principio de funcionamiento de un transductor de temperatura
RTD (Selectividad Andalucía 2016).

Un RTD (resistance temperature detector) es un detector de

temperatura resistivo, es decir, un sensor de temperatura
basado en la variación de la resistencia de un conductor con la
temperatura.
La relación entre la resistencia y la temperatura de un cuerpo
se puede expresar de la siguiente forma:
donde:
R0 = resistencia en ohmios a 0 °C.
RT = resistencia en ohmios a T °C.
α = coeficiente de temperatura.
ΔT = variación de temperatura.
Los materiales empleados para la construcción de sensores
RTD suelen ser conductores tales como el cobre, el níquel o el
platino.
Indicar el significado de los conceptos de perturbación y error en relación con
los sistemas de control (Selectividad Andalucía 2016).

La teoría de regulación automática o teoría de

control estudia el comportamiento dinámico de un sistema
frente a órdenes de mando o perturbaciones.

Perturbaciones: son todas las señales indeseadas que

intervienen de forma adversa en el funcionamiento de un
sistema. Pueden ser internas, si se generan dentro del mismo,
o externas, si se generan fuera del sistema y constituyen una
entrada.
Error: es la señal que indica la diferencia entre la señal de
entrada de referencia y el resultado obtenido por el medidor a
partir de la salida realimentada.
 Sistemas de control de lazo abierto
Los sistemas de control en lazo abierto son aquellos en los
que la señal de salida no tiene influencia sobre la señal de
entrada.

Cualquier perturbación no considerada en su ajuste influye en

estos sistemas.
Un ejemplo de sistema de control de lazo abierto sería
un sistema de riego con un temporizador que lo pone en
marcha todos los días a una determinada hora; riega las
plantas durante un cierto tiempo pasado el cual se interrumpe,
con independencia de que las plantas hayan recibido la
cantidad de agua adecuada, una cantidad excesiva o una
cantidad insuficiente.
Algunos otros ejemplos de sistema en lazo abierto pueden ser:

 Tostador de pan. En este sistema, la variable controlada es el

tiempo.
 Máquina lavadora. En este caso, la complejidad aumenta, y las
variables que hay que controlar son más: nivel de detergente,
nivel de suavizante, tiempo, temperatura del agua, revoluciones
del tambor, etc.

En general, los sistemas en lazo abierto se caracterizan por lo

siguiente:

 Son sencillos y de fácil concepto.

 No pueden asegurar su estabilidad ante una perturbación.
 La salida no se compara con la entrada.
 La precisión depende de la calibración previa del sistema.
 Dibujar el diagrama de bloques de un sistema de control de
lazo cerrado (Selectividad Andalucía 2016).

Los sistemas de control en lazo cerrado son aquellos en los que existe una
realimentación de la señal de salida o, dicho de otra forma, aquellos en los que la
señal de salida tiene efecto sobre la acción de control.

La señal de salida, además ser la propia salida, es utilizada como una de las entradas
del sistema, ya que le aporta información útil.

Otra forma de representar el sistema de control en lazo cerrado se puede observar en

la siguiente figura:

El instrumento encargado de detectar la señal de salida para utilizarla de nuevo es

el captador. El siguiente paso consiste en comparar la señal de referencia con la
señal controlada (que el captador ha transformado en señal realimentada) para
determinar cuál es la diferencia existente entre ambas. Esta operación se realiza
mediante un comparador que proporciona a su salida la señal de error. Esta señal de
error se denomina señal activa, y es la que entra al regulador o controlador.

A la salida del controlador se obtiene la variable, o señal manipulada, correctora o

de control, precisa para conseguir un control óptimo del sistema.

Algunas de las principales características de los sistemas en lazo cerrado son las
siguientes:

 Se trata de sistemas complejos, ya que poseen gran cantidad de parámetros.

 La salida se compara con la entrada y afecta al control del sistema.
 Son notablemente más estables frente a perturbaciones y variaciones internas.

Un ejemplo sería un sistema de riego que no se detendrá al cabo de un tiempo fijo,

sino cuando detecte que se está consiguiendo el objetivo buscado, es decir, que la
humedad de las plantas es la adecuada. Y se pondrá en marcha, no a una hora
determinada, sino en cualquier momento en que la humedad se sitúe por debajo de un
valor determinado.
¿Qué elementos diferencian a un sistema de control de lazo abierto de otro
en lazo cerrado? (Selectividad Andalucía 2016).

Los elementos que hay en un sistema de lazo cerrado y no lo

hay en uno abierto serían el captador y el comparador.

El instrumento encargado de detectar la señal de salida para

utilizarla de nuevo es el captador. Después se compara la
señal de referencia con la señal controlada para determinar
cuál es la diferencia existente entre ambas. Esta operación se
realiza mediante un comparador que proporciona a su salida
la señal de error. Esta señal de error se denomina señal
activa, y es la que entra al regulador o controlador.
¿Para qué se utilizan las galgas extensiométricas y cuál es su principio de
funcionamiento? (Selectividad Andalucía 2016).

Las galgas extesiométricas son transductores de tipo

resistivo que se utilizan para la medida de pequeños
desplazamientos.
Son sensores de hilo metálico o material semiconductor
construidos para que varíe su resistencia cuando se deforman.

Su funcionamiento se basa en el efecto piezorresistivo, que

es la propiedad que tienen ciertos materiales de cambiar el
valor nominal de su resistencia cuando se les somete a ciertos
esfuerzos y se deforman en dirección de los ejes mecánicos.
Un esfuerzo que deforma la galga producirá una variación en
su resistencia eléctrica.
Diferencias entre un circuito combinacional y uno secuencial (Selectividad
Andalucía 2016).

Los circuitos combinacionales son aquellos que están ya

diseñados y construidos para realizar una función específica.
En cada instante, el estado lógico de sus salidas depende
únicamente del estado de sus entradas:

Un circuito secuencial es aquel en el que las salidas dependen

de los valores de las entradas en ese instante y de los valores
anteriores por los que ha pasado la salida. Su elemento
fundamental es la memoria, pues las salidas en un momento
dado dependen de la secuencia de estados anteriores:
Explicar la diferencia entre lógica cableada y lógica programada (Selectividad
Andalucía Junio 2016).

La lógica cableada consiste en el diseño de automatismos

mediante la utilización de circuitos cableados, utilizando para
ello contactos auxiliares de relés electromecánicos, contactores
de potencia, relés temporizados, relés contadores, válvulas
óleo-hidráulicas y neumáticas, así como demás elementos
según las necesidades demandadas.
Logica programada es lo contrario de la lógica cableada, en
esta se sustituyen los elementos utilizados en los circuitos de
mando ( contactos auxiliares de relés electromecánicos,
contactores de potencia, relés temporizados, relés contadores,
etc. ) por PLC’s, Autómatas Programables o Relés
programables. Esto nos permite realizar cambios en las
operaciones de mando, mediante el cambio de la
programación, y por ello no tener que modificar el cableado.
 Explicar el funcionamiento de un transductor de intensidad luminosa
LDR (Selectividad Andalucía 2016).

Los transductores de luz hacen uso de las radiaciones

luminosas. Sus propiedades eléctricas se ven afectadas por las
radiaciones, sean o no de luz visible.
Las resistencias LDR (Light-Dependent Resistors), también
denominadas fotorresistencias, utilizan la propiedad de algunos
materiales de variar su resistencia eléctrica con la luz:

 A mayor luz, menor resistencia.

 A menor luz, mayor resistencia.
Dibujar el diagrama de bloques de un sistema de control de lazo cerrado.
Justificar el lugar que ocupa el regulador y la función que
realiza (Selectividad Andalucía 2016).

Cuando se compara la señal de referencia con la señal

controlada obtenemos la señal de error. Esta señal de error se
denomina señal activa, y es la que entra al regulador o
controlador.
Su posición está justificada ya que el controlador o regulador
debe actuar de manera que la variable controlada siga las
variaciones de la variable de referencia o corrija los efectos de
las perturbaciones con la máxima rapidez, la máxima exactitud
y el mínimo de oscilaciones posible.
En este elemento deben ajustarse de forma óptima una serie
de parámetros para obtener una respuesta deseada. Por ello,
este elemento se considera el núcleo del sistema controlador.
Explicar cómo podemos utilizar en un sistema de control una resistencia
variable como transductor de posición (Selectividad Andalucía Junio 2015).

Podemos utilizar un potenciómetro acoplado sobre un eje

roscado cuyo movimiento determina la posición del elemento
móvil cuya posición se mide.
 Indicar el principio de funcionamiento de un termopar y sus
aplicaciones (Selectividad Andalucía 2015).

Los termopares están basados en la unión de dos metales

distintos por uno de sus extremos. Cuando esta unión se
calienta, se desarrolla una diferencia de potencial en sus
extremos libres que es proporcional a la diferencia de la
temperatura entre los dos extremos.

Los termopares actualmente tienen grandes e importantes

aplicaciones industriales ya que casi todos lo procesos en la
industria requieren un estricto control de la temperatura y el uso
de termopares ayuda a la automatización del control de la
temperatura ya que se pueden implementar programas que
ejecuten acciones especificas dependiendo de la temperatura
que se tenga en un momento dado del proceso industrial.

 Industria de la construcción: en el proceso de fabricación de el

cemento y procesamiento de asfalto.
 Industria metalúrgica: en la salida de los altos hornos.
 Industria del plástico y del caucho: en las líneas de extrusión y
temperatura de moldes e inyección.
 Industria alimentaria: para controlar la temperatura (mantener la
cadena de frío) y en los procesos de fermentación.
 En criogenia (o criotécnica): donde es necesario controlar
temperaturas inferiores a 200º.
 En medicina: para medir temperaturas de la sangre en el
interior del cuerpo humano usando minielementos térmicos.
 En automoción: Pruebas de motores, de frenos y de
neumáticos.
 Transductores de temperatura: tipos y características (Selectividad Andalucía Junio 2015).

La medida de la temperatura constituye una de las mediciones que se realizan en la

industria con mayor frecuencia.

En la actualidad, los métodos empleados para la medida de la temperatura son

múltiples, pero, en general, están basados en los siguientes fenómenos:

 Variación de la resistencia de un conductor con las temperaturas

(termorresistencias).
 Variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura (termistores):
PTC, NTC.
 Fuerza electromotriz creada en la unión de dos metales distintos (termopares) al
variar la temperatura.
 Intensidad de la radiación emitida por un cuerpo (pirómetros de radiación).

Termorresistencias

Un RTD (resistance temperature detector) es un detector de temperatura resistivo,

es decir, un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un
conductor con la temperatura.

La relación entre la resistencia y la temperatura de un cuerpo se puede expresar de la

siguiente forma:

R0 = resistencia en ohmios a 0 °C.;

RT = resistencia en ohmios a T °C.

α = coeficiente de temperatura.

Termistores

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en

la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura.
Existen dos tipos de termistores:

 NTC (Negative Temperature Coefficient): su resistencia disminuye con el aumento de

temperatura.
 PTC (Positive Temperature Coefficient): su resistencia aumenta con el aumento de
temperatura.

Termopares

Los termopares están basados en la unión de dos metales distintos por uno de sus
extremos. Cuando esta unión se calienta, se desarrolla una diferencia de potencial en
sus extremos libres que es proporcional a la diferencia de la temperatura entre los dos
extremos.

Pirómetros de radiación

Se basan en la ley de Stefan-Boltzmann: «La intensidad de energía radiante emitida

por la superficie de un cuerpo es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura
absoluta del cuerpo».
Explicar qué ventajas reales tiene la simplificación de circuitos lógicos (Selectividad Andalucía
2015).

Una vez que se obtiene la función para un circuito lógico, podemos reducirla a
una forma más simple que contenga menos términos, la nueva expresión
puede utilizarse para implantar un circuito que sea equivalente al original pero
que contenga menos puertas y conexiones.

En definitiva las ventajas de la simplificación de circuitos lógicos serie

principalmente económica y de espacio al requerir menos puertas y
conexiones.

Respecto de un sistema de control, defina el concepto de perturbación e indique las posibles

causas que la pueden producir (Selectividad Andalucía 2017).

Perturbaciones son todas las señales indeseadas que intervienen de forma

adversa en el funcionamiento de un sistema. Pueden ser internas, si se
generan dentro del mismo, o externas, si se generan fuera del sistema y
constituyen una entrada.
Explique brevemente el concepto de estabilidad en relación con los sistemas
de control en lazo cerrado (Selectividad Andalucía Junio 2018).

Por estabilidad en los sistemas de control de lazo cerrado se

entiende como las variaciones que sufre la señal de salida con
respecto a la de referencia a lo largo del tiempo.
Si la señal no varía mucho a lo largo del tiempo y se mantiene
cercana a la de referencia se considera estable, en caso
contrario inestable.
Describa el principio de funcionamiento de un termistor NTC (Selectividad Andalucía Junio 2018).

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en

la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura.

El termistor NTC es un sensor resistivo cuya resistencia disminuye con el aumento

de temperatura.

Su curva característica es la siguiente en la que se observa que al aumentar la

temperatura disminuye la resistencia.

Describa el principio de funcionamiento de un termistor PTC (Selectividad Andalucía 2017).

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en

la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura.

Un termistor PTC (Positive Temperature Coefficient) es un sensor resistivo cuya

resistencia aumenta con el aumento de temperatura.
Indique la función del comparador o detector de error y la del captador dentro
de un sistema de control (Selectividad Andalucía Septiembre 2018).

Los sistemas de control en lazo cerrado son aquellos en los

que existe una realimentación de la señal de salida o, dicho de
otra forma, aquellos en los que la señal de salida tiene efecto
sobre la acción de control.

El comparador tiene como función la de proporcionar la

diferencia entre la señal de salida deseada y la obtenida
realmente.

El captador es el instrumento encargado de detectar la señal

de salida para utilizarla de nuevo.
Represente el diagrama de bloques de un sistema de control en lazo cerrado
e indique el lugar que ocupa el regulador. Indique la función que realiza en
regulador y nombre tres tipos (Selectividad Andalucía 2017).

Cuando se compara la señal de referencia con la señal

controlada obtenemos la señal de error. Esta señal de error se
denomina señal activa, y es la que entra al regulador o
controlador.

El regulador debe actuar de manera que se corrijan los efectos

de las perturbaciones con la máxima rapidez, la máxima
exactitud y el mínimo de oscilaciones posible.
Es el dispositivo que se encarga de recoger la señal activa
(procedente del comparador) y actuar sobre la planta o
proceso (parte principal del sistema), para llevar el sistema
al estado deseado.
En este elemento deben ajustarse de forma óptima una serie
de parámetros para obtener una respuesta deseada. Por ello,
este elemento se considera el núcleo del sistema controlador.
Tipos: mecánico, eléctrico, neumático, hidráulico, ….
 Indique dos tipos de transductores de temperatura y explique el principio de funcionamiento de los
mismos (Selectividad Andalucía 2017).

La medida de la temperatura constituye una de las mediciones que se realizan en la industria

con mayor frecuencia.

En la actualidad, los métodos empleados para la medida de la temperatura son múltiples, pero,
en general, están basados en los siguientes fenómenos:

 Variación de la resistencia de un conductor con las temperaturas (termorresistencias).

 Variación de la resistencia de un semiconductor con la temperatura (termistores): PTC, NTC.
 Fuerza electromotriz creada en la unión de dos metales distintos (termopares) al variar la
temperatura.
 Intensidad de la radiación emitida por un cuerpo (pirómetros de radiación).

Termorresistencias

Un RTD (resistance temperature detector) es un detector de temperatura resistivo, es decir,

un sensor de temperatura basado en la variación de la resistencia de un conductor con la
temperatura.

La relación entre la resistencia y la temperatura de un cuerpo se puede expresar de la siguiente

forma:

R0 = resistencia en ohmios a 0 °C.

RT = resistencia en ohmios a T °C.

α = coeficiente de temperatura.

Termistores

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la

variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. Existen dos
tipos de termistores:

 NTC (Negative Temperature Coefficient): su resistencia disminuye con el aumento de

temperatura.
 PTC (Positive Temperature Coefficient): su resistencia aumenta con el aumento de
temperatura.

Termopares

Los termopares están basados en la unión de dos metales distintos por uno de sus extremos.
Cuando esta unión se calienta, se desarrolla una diferencia de potencial en sus extremos libres
que es proporcional a la diferencia de la temperatura entre los dos extremos.

Pirómetros de radiación

Se basan en la ley de Stefan-Boltzmann: «La intensidad de energía radiante emitida por la

superficie de un cuerpo es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta del
cuerpo».
Explique en qué consiste la realimentación en un sistema de control (Selectividad Andalucía
2017).

La realimentación se dá en los sistemas de control en lazo cerrado y

consiste en que la señal de salida , además ser la propia salida, es utilizada
como una de las entradas del sistema, ya que le aporta información útil o dicho
de otra forma la señal de salida tiene efecto sobre la acción de control.

Explique por qué un sistema de control de lazo cerrado es más preciso que uno de lazo
abierto (Selectividad Andalucía 2017).

Un sistema de control de lazo cerrado es más preciso que uno de lazo abierto
porque en los de lazo cerrado existe una realimentación donde la señal de
salida tiene efecto sobre la acción de control modificando el proceso hasta
adaptarlo a los valores de referencia.

En los de lazo abierto no existe esa realimentación y como consecuencia

cualquier perturbación en su ajuste influye en estos sistemas.

Sistemas de control de lazo abierto: