Sensores inductivos 1

Sensores Inductivos

HP Controls/Depto. Ingenieria/F. Nazar

Bobina electromagnética y objeto metalico

• Bobina electromagnética

• Objetivo

• Frente del sensor


• Los sensores de proximidad inductivos incorporan una bobina electromagnética la cual es usada para detectar la presencia de un objeto metálico conductor.

• Este tipo de sensor ignora objetos no metálicos


Componentes de un sensor Inductivo

Campo Electromagnético

Bobina

Regulador de voltaje

salida

oscilador

A la carga

Disparador


PRINCIPIO DE OPERACIÓN

Cuando un objetivo metálico entra al campo, circulan corrientes de eddy dentro del objetivo.

Material atenuante

Corrientes de Eddy producidaspor el campo magnético Hw

Campo magnético Hs


PRINCIPIO DE OPERACIÓN

Esto aumenta la carga en el sensor, disminuyendo la amplitud delcampo electromagnético.

El circuito de disparo monitorea la amplitud del oscilador y a un nivelpredeterminado, conmuta el estado de la salida del sensor.Conforme el objetivo se aleja del sensor, la amplitud del osciladoraumenta.

A un nivel predeterminado, el circuito de disparo conmuta el estado de la salida del sensor de nuevo a su condición normal.


BlindajeLos 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.

Sensor blindado Sensor no blindado


Sensores de proximidad blindados

Anillo metálico de blindaje

Superficie de trabajo e

Blindaje

Ferrita

Blindaje

El núcleo de ferrita concentra el campo radiado en la dirección del uso.

Se le coloca alrededor del núcleo un anillo metálico para restringir laradiación lateral del campo.

Los sensores de proximidad blindados pueden ser montados al raz demetal, pero se recomienda dejar un espacio libre de metal abajo y alrededorde la superficie de sensado.

Núcleo de ferrita


Sensores de Proximidad No blindado

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 ras de un metal .

Estos deben tener un área libre de metal alrededor de la superficie de sensado.


Objetivo estándar de los Sensores Inductivos

Objetivo estándar

• Un objetivo estándar es una placa que tiene una superficie plana,liza , hecha de acero dúctil de 1mm de grueso .

• La longitud de los lados del objetivo estándar es igual al diámetrode la superficie de sensado o tres veces el rango de operaciónespecificada, el cual es mayor.


Grueso del Objeto

La distancia de sensado esconstante para el objetivoestándar.

Sin embargo, para objetivosno ferrosos tal como elbronce, aluminio y cobre,da como resultado que, ladistancia de sensadodisminuya conforme el gruesodel objetivo aumenta.

Acero dúctil

BronceCobreAluminio

Grueso del objetivo en milímetros

Fact

or

de

corr

ecci

ón


Técnica para obtener la respuesta de un sensor inductivo a diferentes

materiales

Cuando el material a ser sensado no es de acero dúctil, es necesario aplicar un factor de corrección


Características de Respuesta

Punto de operación

objetivo

Curva característica de respuesta

Punto dedesarme

objetivo

El punto en el cual el interruptor de proximidad reconoce un objetivoentrante 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

Los detectores de proximidad responden a un objeto solo cuando están dentro de un área definida enfrente de la cara de sensado del interruptor.


Curva de Respuesta

El tamaño y forma de una curvade respuesta depende delinterruptor de proximidadespecífico. La curva mostradarepresenta un tipo de interruptorde proximidad.

En este ejemplo, un objetivo a0.45 mm aproximadamente delsensor hará que el sensor operecuando el objetivo cubra el 25%de la cara del sensor. A 0.8 mmdel sensor, el objetivo debe cubrirla cara completa del sensor.


Técnica para medir la Frecuencia máxima deConmutación de un sensor de proximidad


Algunos modelos de sensoresinductivos

Los sensores inductivos están disponibles en varios tamaños y configuraciones para apegarse a una gran variedad de requerimientos


Modelos de sensores decorriente directa

Aunque hay en el mercado algunos dispositivos de 2 hilos decorriente directa (DC).

Los modelos de sensores inductivos típicamente son de 3 ó 4 hilos los cuales requieren una fuente de poder separada.

Algunos modelos usan de conmutador transistores NPN y otros usan transistores PNP


Operación como suministro de Corriente (sourcing)

Los sensores de proximidad de DC de 3 hilos pueden ser dispositivos ya sea de suministro decorriente (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 es un factor importante para determinar la compatibilidad del sensor con la entrada del sistema de control (por ejemplo un PLC).

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. .

Carga

Transistor PNP


Operación como drenado de Corriente (sinking)

En un sensor de tipo drenado de corriente, se usa un transistor NPN .Cuando el transistor se satura , fluye corriente de la carga hacia eltransistor .

A esto se refiere cuando se dice que un sensor tiene una salida dedrenado de corriente ya que la dirección de la corriente es hacia el sensor

Transitor NPNCarga


Sensor NO NC

Las salidas pueden ser Normalmente abiertas o normalmente cerradas dependiendo de la condición del transistor cuando el objetivo no está ausente. Si , por ejemplo, eltransistor de salida esta Off cuando el objetivo está ausente , entonces es un dispositivo Normalmente abierto.

Si el transistor de salida está ON cuando el objetivo este ausenteéste es un dispositivo normalmente cerrado.

Los transistores también pueden ser dispositivos complementarios ( 4 hilos). Se dice que un sensor es de salida complementaria cuando tiene tanto operación como Normalmente abierto y normalmente cerrado en el mismo sensor.

Sensor de 4 hilos complementario


Sensores Capacitivos


Los sensores capacitivos son interruptores electrónicos que trabajan sin contacto. Estos sensores aprovechan el efecto que tienen los materiales como el papel, vidrio, plástico, aceite, agua, así como de los metales, de aumentar la capacidad del sensor cuando se encuentran dentro del campo eléctrico generado.

Los sensores capacitivos constan de un condensador que genera un campo eléctrico. Este condensador forma parte de un circuito resonador, de manera que cuando un objeto se acerca a este campo, la capacidad aumenta y el circuito empieza a resonar.


Un sensor capacitivo de forma cilíndrica apenas se puede distinguir del sensorinductivo, pues los fabricantes emplean normalmente carcazas idénticas.

Lo que hace el objeto, al estar dentro del campo eléctrico, es aumentar la capacidad de esa área, y por lo tanto cambiar la capacitancia de la misma; esto hace que el circuito interno del sensor entre en resonancia.

Comparación según las Características del Campo Capacitivo


Aplicaciones



Sensores Fotoeléctricos

Un sensor fotoeléctrico es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que “ve” la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de sensado se basan en este principio de funcionamiento.

Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas.

Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida.


Principio De Funcionamiento

Esta basado en la generación de un haz luminoso por parte de un foto emisor , que se proyecta bien sobre un foto receptor, o bien sobre un dispositivo reflectante. La interrupción o reflexión del haz por parte del objeto a detectar, provoca el cambio de estado de la salida de la fotocélula existen cuatro tipos de sensores fotoeléctricos los cuales se agrupan según el tipo de detección estos son : 1. Reflectivo

2. Barrera3. Difuso

https://lh3.googleusercontent.com/-gS0kapEt_-M/TYOw8oaJq1I/AAAAAAAAABM/7DAdvr2KbSg/s1600/diagrama++fotoelectrico.jpg

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Sensores con Filtro



Las corrientes de Eddy son corrientes eléctricas circulantes inducidas por un campo magnético alterno en un conductor aislado

La ley de inducción electromagnética de Faraday (o simplemente ley de Faraday) establece que el voltaje inducido en un circuitocerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:


“Nada sobre esta tierra puede detener al hombre que posee la correcta actitud mental para lograr su meta. Nada sobre esta tierra puede ayudar al hombre con la incorrecta actitud mental.”Thomas Jefferson

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