SENSORES

QUÉ ES UN SENSOR:

Un sensor o captador, como prefiera llamársele, no es más que un dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente eléctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular.

Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilización de componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc... todos aquellos componentes que varían su magnitud en función de alguna variable), y la utilización de componentes activos.

Pero el tema constructivo de los captadores lo dejaremos a un lado, ya que no es el tema que nos ocupa, más adelante incluiremos en el WEB SITE algún diseño en particular de algún tipo de sensor.

SENSORES INDUCTIVOS:

Los sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo.

SENSORES CAPACITIVOS:

La función del detector capacitivo consiste en señalar un cambio de estado, basado en la variación del estímulo de un campo eléctrico. Los sensores capacitivos detectan objetos metálicos, o no metálicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de la constante dieléctrica del material a detectar, su masa, tamaño, y distancia hasta la superficie sensible del detector. Los detectores capacitivos están construidos en base a un oscilador RC. Debido a la influencia del objeto a detectar, y del cambio de capacitancia, la amplificación se incrementa haciendo entrar en oscilación el oscilador. El punto exacto de ésta función puede regularse mediante un potenciómetro, el cual controla la realimentación del oscilador. La distancia de actuación en determinados materiales, pueden por ello, regularse mediante el potenciómetro. La señal de salida del oscilador alimenta otro amplificador, el cual a su vez, pasa la señal a la etapa de salida. Cuando un objeto conductor se acerca a la cara activa del detector, el objeto actúa como un condensador. El cambio de la capacitancia es significativo durante unalarga distancia. Si se aproxima un objeto no conductor, (>1) solamente se produce un cambio pequeño en la constante dieléctrica, y el incremento en su capacitancia es muy pequeño comparado con los materiales conductores.

SENSORES FOTOELECTRICOS:

También llamados ópticos tienen como función principal la detección de todo tipo de objetos independientes de la distancia que se encuentren.

EXISTEN CUATRO TIPOS DE  SENSORS FOTOELECTRICOS:

SENSORES DE BARRERA: cuando existe un emisor y un receptor apuntado una al otro. (Este método tiene el más alto nivel de detección).

Barrera Emisor-Recepto: El sensor viene en 2 piezas, el emisor y el receptor,  cuando el objeto atraviesa el haz de luz es cuando se activa el sensor.  

Barrera Reflectiva: En el cuerpo del sensor se encuentra el emisor y el receptor, en el otro extremo va una cinta reflectiva para regresar el haz de luz.  Existen cintas reflectivas con filtro, es decir que solo reflejan la luz que emite el sensor y discriminan cualquier otra señal luminosa.

Sensor Difuso:   En el cuerpo del sensor se encuentra el emisor y receptor, estos están colocado con cierto ángulo, de tal manera, que el haz triangule sobre el objeto a sensar y refleje la luz.  Es el de Menor Rango.

SENSORES REFLEX: cuando la luz es reflejada con un reflector especial, cuya característica es que devuelve la luz en el mismo Angulo que la recibe.  Se utiliza un espejo reflector para devolver al receptor la luz emitida. La facilidad de montaje del espejo permite ahorrar cableado. La luz hace recorrido doble por lo que se alcanzan distancias inferiores de sensado.

SENSORES AUTOREFLEX: son prácticamente iguales a los del tipo anterior, excepto que, el emisor tiene un lente que polariza la luz en un sentido y el receptor con polarización de 90º del primero. Con esto, el control no responde a objetos muy brillosos que pueden reflejar la señal emitida.

FINAL DE CARRERA:

El final de carrera o sensor de contacto (también conocido como "interruptor de límite") o limit swicht, son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados.
Generalmente estos sensores están compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento. Su uso es muy diverso, empleándose, en general, en todas las máquinas que tengan un movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas que realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo ascensores, montacargas, robots, etc.

SELECCIÓN APROPIADA PARA LOS SENSORES EN LA AUTOMATIZACION:

La selección se basa en la decisión sobre cual es el sensor más adecuado. Esto depende del material del objeto el cual debe detectarse.

Si el objeto es metálico, se requiere un sensor inductivo. Si el objeto es de plástico, papel, o si es líquido (basado en aceite o agua), granu1ado o en polvo, se requiere un sensor capacitvo. Si el objeto puede llevar un imán, es apropiado un sensor magnético.

Para elegir un sensor adecuado se deben seguir estos cuatro pasos:

·         FORMA DE LA CARCASA

·         DISTANCIA OPERATIVA.

·         DATOS ELECTRÓNICOS Y CONEXIONES

·         GENERALIDADES

Forma de la Carcasa

1.    MATERIAL DE LA CARCASA

Materiales disponibles de las carcasas estándar. )

Acero inoxidable de V2A,

Latón, niquelado o cubierta con Teflón.

Crastin,

Ryton.

Crastin es un tereftalato de polibutileno (PBT), el cual está reforzado con fibra de vidrio. Es particularmente resistente a los cambios de forma, resistente a la abrasión, al calor y al frío, y resiste los hidrocarburos (p. Ej., tricolo-etileno), ácidos (p. Ej. 28% ácidos sulfúricos), agua de mar, agua caliente 70°C etc.

Para temperaturas hasta 150 °C, Pepperl+Fuchs GmbH usa Ryton, un sulfuro de polifenileno cristalino (PS), que mantiene la estabilidad hasta 200 °C. Los componentes electrónicos están inmersos en una resina epoxy bajo tUla resina moldeada al vacío.

MATERIAL DEL CABLE.

- PVC (cloruro de polivinilo). Calidad estándar de la industria eléctrica condicionalmente resistente a todos los aceites y grasas, disolventes y no se debilita, con elevada resistencia ala abrasión.

- PUR (poliuretano). Resistente a todos los aceites y grasas, disolventes, y con una elevada resistencia a la abrasión.

- SILICONA. Ideal para temperaturas elevadas o bajas (-50 °C hasta + 180 ‘"c) moderadamente resistente a la corrosión, ya todos los aceites, grasas y disolventes.

Para evitar roturas de los cables no se deben desplazar o manipular los cables PVC y PUR en temperaturas por debajo de -5 °C.

Distancia operativa

Es la distancia característica más importante de un sensor. Depende básicamente del diámetro del sensor (bobina o condensador). Una influencia adicional tienen las dimensiones y la composición del material, como también la temperatura ambiente. Con los sensores magnéticos se debe tener en cuenta además la alineación y la fuerza del campo.

La definición de la distancia operativa, según EN 60947-5-2, es válida para todos los tipos de sensores, a excepción de los tipos ranurados y anulares. Existen dos posibilidades para operar con un sensor:

Por aproximación axial

Por aproximación radial

Las siguientes definiciones son válidas solamente para la operación axial.

DISTANCIA OPERATIVA UTILIZABLE Su

La distancia operativa de un sensor individual, medida a una temperatura ambiente entre -25 °C y + 70 °C y alimentada con una tensión entre el 85% y 110% de la tensión operativa calculada:

0.9 Sr < Su < 1.1 Sr