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Sensores de Proximidad

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by

Alberto Morales

on 6 September 2013

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Transcript of Sensores de Proximidad

Sensores de proximidad
Sensores de final de carrera
Sensores infrarrojos
Sensores ultrasónicos
Tambien se conoce como "interruptor de limite", es un dispositivo neumático, eléctrico o mecánico que se coloca al final del recorrido de alguna pieza (como una banda transportadora), y modifican el estado de un circuito cuando algo pasa por él.
detectan la radiación emitida por los materiales calientes y la transforman en una señal eléctrica. Requiere de comunicación lineal entre transmisor y receptor, lo que hace impredecible la línea de vista para su efectiva transmisión, dejando de lado las configuraciones punto multi-punto.
Trabajan libres de roces mecánicos y detectan objetos a distancias de hasta 8m. El sensor emite pulsos ultrasónicos, recibe el eco producido y lo convierte en señales eléctricas, las cuales son elaboradas en el aparato de valoración. Estos sensores trabajan solamente en el aire, y pueden detectar objetos con diferentes formas, colores, superficies y de diferentes materiales.
Detectan objetos magnéticos (casi siempre imanes) que se utilizan para accionar o desactivar un circuito. Son los que mas grandes distancias pueden cubrir.
Usando conductores magnéticos, se puede extender el rango de detección de los sensores magnéticos.

Sensores magneticos
Son elementos que detectan la presencia de elementos u objetos, cerca del elemento sensor. Existen distintos tipos de sensores de proximidad, dependiendo de la aplicación que tenga y el medio sensor que se implemente:
Sensores capacitivos
Están diseñados especialmente para lograr detectar materiales aislantes como plástico, papel, madera, etc.

A medida que un objeto se acerca al sensor capacitivo, las oscilaciones del mismo aumentan hasta llegar a un limite que activa las alarmas o dispositivos implementados.

Tipos de
sensores de
proximidad

Sensores inductivos
Su principal función es detectar metales ferrosos
Contienen una bobina electro-magnética que detecta todo metal que interactúe con el, pero ignora todo objeto no-metálico
Los sensores capacitivos constan de una sonda que se encuentra situada en la cara posterior. En ella, se encuentra una placa condensadora.

Al aplicar corriente al sensor, por mas mínima que sea, se produce un campo electro-estático. Este campo altera su resistencia cuando un objeto cualquiera esta cerca.
Sonda capacitiva
Oscilador RC.
Rectificador de señal
Circuito de filtrado
Circuito de salida
Elementos de trabajo del sensor capacitivo
Simbología de los sensores capacitivos
Elementos de un sensor inductivo
Sensor de campo
Oscilador
Desmodulador
Flip-flop
Salida
Funcionamiento
El sensor genera un campo magnetico
cambiante de alta frecuencia con una
bobina, la cual es parte de un circuito
en resonancia. Si una pieza de metal
entra en la zona del campo magnetico
se genera una perdida por corriente
en la pieza. Esto altera el circuito,
activando el sensor
Estados del sensor
1.- Objeto a detectar ausente
2.- Objeto a detectar acercándose a la zona de detección
3.- Objeto a detectar se retira de la zona de detección
Simbologías
Descripción
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.
Tienen dos tipos de funcionamiento:
Modo positivo el sensor se activa cuando el elemento a controlar tiene una tara que hace que el eje se eleve y conecte el objeto móvil con el contacto NC. Cuando el muelle (resorte de presión) se rompe el sensor se queda desconectado.

El modo negativo es la inversa del modo anterior, cuando el objeto controlado tiene un saliente que empuje el eje hacia abajo, forzando el resorte de copa y haciendo que se cierre el circuito. En este modo cuando el muelle falla y se rompe permanece activado.
Ventajas y desventajas
Ventajas:
Entre las ventajas encontramos la facilidad en la instalación, la robustez del sistema, trabaja a tensiones altas, debido a la inexistencia de imanes es inmune a la electricidad estática.
Desventajas:
Los inconvenientes de este dispositivo son la velocidad de detección y la posibilidad de rebotes en el contacto, además depende de la fuerza de actuación.
Funcionamiento
Funcionamiento
Emite un rayo infrarrojo codificado para ser inmune a la luz ambiente y es infrarrojo para ser invisible para el ojo. Cuando un objeto o persona se interpone en su trayectoria este se interrumpe y se activa el circuito. Los sensores se instalan de preferencia de pared a pared o en el paso que se desea cubrir. Los sensores debido a sus dimensiones y su color quedan prácticamente ocultos.
Ventajas y desventajas
Funcionamiento
Usan un transductor para la transmisión como para la recepción. La señal codificada es transmitida en una frecuencia de entre 30Hz y 360Hz dependiendo de la distancia entre el sensor y el objeto, así como el modelo de sensor. Después de la reflexión sobre el objeto/objetivo, los ecos son recibidos por el sensor y descodificados.

Con el tiempo transcurrido entre la transmisión y la recepción e introducido un coeficiente de temperatura, del que depende la velocidad del sonido en el aire, la distancia al objeto es calculada con alta precisión.
Aplicaciones de los sensores ultrasónicos
Ventajas y desventajas
Ventajas:
Rango amplio de detección
Detección del objeto sin importar el material
Detección de objetos transparentes
Seguros contra suciedad y polvo
Zona de detección configurable (programable
)

Desventajas:
Si se usan en superficies inclinadas, el sonido tiende a desviarse
Son relativamente lentos (hasta 125 Hz maximo)
Son mas caros que el resto de sensores
Usos
Detección de objetos a través de solidos
Detección en medios hostiles (corrosión, alta temperatura)
Reconocimiento de codificación mediante imanes
Basan su principio de funcionamiento en que al acercarse un imán, el sensor detecta. Internamente, poseen un reed switch, que es el que provoca la detección. Son extremadamente económicos, pero poseen una vida más limitada que cualquier otro tipo de sensor (poseen una lámina metálica que tiene movimiento mecánico, con el tiempo se daña), pero rinde muchisimas más operaciones que un microswitch mecánico standard. Los hay cilíndricos en varios diámetros y rectangulares.
Funcionamiento
Se basan en el principio de que el agua no es aislante como el aire, sino que tiene conductividad. Al tener cerca las puntas de un cátodo y un ánodo en un ambiente húmedo habrá una conducción minúscula.
Pero si agregamos entre los polos un transistor que amplifique la corriente, tendremos un detector de humedad
Sensores de humedad
Funcionamiento
Un sensor analógico de humedad mide la humedad del aire relativo usando un sistema basado en un condensador. El sensor está hecho de una película generalmente de vidrio o de cerámica. El material aislante que absorbe el agua está hecho de un polímero que toma y libera el agua basándose en la humedad relativa de la zona dada. Esto cambia el nivel de carga en el condensador del circuito en el cuadro eléctrico.
Tipos de sensores de humedad
Hay sensores de humedad analógicos y digitales

Analógico Digital
(Basado en condensadores) (Basado en sensor calibrado)


El sensor digital es mejor cuando es necesario presentar o procesar información sobre humedad en interfaces digitales, mientras que el analógico es mejor cuando necesitamos mediciones rápidas y mas baratas, sin una interfaz de conversion
Conclusión
Los sensores de
proximidad son elementos
que nos permiten, dependiendo
del proyecto o circuito y nuestras
necesidades, detectar objetos. Se
adaptan al tipo y medio de los objetos
que queremos detectar, y debemos pensar
adecuadamente que tipo de sensor queremos utilizar
para evitar problemas de uso o de implementación.

Los sensores de aproximación, en conjunto con otros tipos de
sensores, nos permiten crear sistemas de interfaz doméstica, informática, mecánica y muchas otras áreas de investigación.
Equipo 4
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