DEFINICIN

CONSTITUCIN FSICA

FUNCIONAMIENTO

ESTADO DE UN SENSOR INDUCTIVO

CARACTERSTICAS TECNICAS

SIMBOLOGA

APLICACIONES

CONCLUSIN

BIBLIOGRAFA

DEFINICIN

Los sensores inductivos son detectores electrnicos de proximidad de piezas metlicas sin necesidad de contacto fsico, que se basa en la variacin de los campos electromagnticos. Pueden detectar objetos que se le acerquen tanto axial como lateralmente. La distancia mxima a la que son capaces de detectar un objeto est en torno a los 20 milmetros segn el tipo y tamao de este. Actan en silencio, sin repercusin ni rebote de contactos fsicos, son insensibles a las vibraciones y no presentan inseguridad de contacto debido a acercamientos lentos como puede suceder en sensores o detectores con actuadores mecnicos.

Los sensores inductivos se presentan totalmente encapsulados, lo que los hace muy adecuados para los entornos industriales y al carecer de contactos fsicos su duracin de vida es muy elevada, ya que solo est sujeta a la durabilidad de los semiconductores, circuitos integrados y componentes pasivos que lo forman.

Los detectores de proximidad pueden transmitir a un sistema de tratamiento de informacin las condiciones de funcionamiento de una mquina, una cadena, etc., y sus principales aplicaciones suelen ser:

Detectar la presencia y paso de piezas metlicas. Fin de carrera. Rotacin, contaje.

Los sensores inductivos pueden proporcionar una salida proporcional a la distancia del objeto a detectar o funcionar como un interruptor NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado).

ZONA DE DETECCIN: Tambin llamada zona o cara activa, es la parte del sensor donde emerge el campo magntico creado por la bobina.

BOBINA SENSORA: Es una bobina concntrica con el ncleo descubierto hacia la zona de deteccin en la cual se genera un campo magntico alterno.

OSCILADOR: Un circuito oscilador que acta como fuente de alimentacin alterna de la bobina, para producir el campo magntico alterno. El amplificador operacional se usa para compensar la atenuacin de las oscilaciones debido a las resistencias ohmicas del circuito oscilador.Estos son los bloques que habitualmente constituyen un sensor inductivo, aunque en algunos modelos el amplificador de salida puede estar implementado en otro dispositivo con carcasa independiente, para reducir el tamao del sensor. CONSTITUCIN FSICA

RECTIFICADOR: La seal recibida de oscilador es convertida en una seal digital por medio del circuito rectificador, de manera que la aproximacin del objeto metlico a la bobina se traducir a una variacin de una seal de corriente continua.

COMPARADOR: Este circuito (trigger o switching circuit) compara la seal que le proporciona el rectificador con una seal umbral que cambia ligeramente dependiendo del estado de activacin, creando as las histresis del sensor de proximidad. La seal de salida de este circuito activa o desactiva el dispositivo de salida (normalmente un transistor).

INDICADOR DEL ESTADO DE LA SALIDA (ACTIVACIN): Algunos sensores tienen uno o dos indicadores del estado de funcionamiento, consisten en dos LED, uno indica la deteccin del objeto y el otro se activa cuando el objeto entra en una zona de deteccin inestable.

ETAPA DE SALIDA: La etapa de salida acondiciona la seal proporcionada por el circuito comparador a los valores de tensin o corriente normalizados, activando o desactivando la salida segn corresponda.

FUNCIONAMIENTOUna corriente (i) que circula a travs de un hilo conductor genera un campo magntico que est asociado a ella.

Los sensores inductivos contienen un devanado interno. Cuando una corriente circula por el mismo, un campo magntico es generado, que tiene la direccin de las flechas naranjas.

La bobina del sensor inductivo induce corrientes de Foucault en el material a detectar. stas, a su vez, generan un campo magntico que se opone al de la bobinadel sensor, causando una reduccin en la inductancia de la misma. Esta reduccin en la inductancia de la bobina interna del sensor, trae aparejado una disminucin de la impedancia de sta. Los sensores inductivos hacen usos de las propiedades magneticas de diversos materiales, y de las variaciones de diferentes parmetros asociados a los circuitos magnticos ( longitudes o secciones de ncleos, entre hierros, ), para alterar la inductancia de bobinas normalmente fijas, consiguiendo variar la geometra del circuito magntico, permitindole detectar la presencia de objetos metlicos.

MTODOS DE DETECCIN En la mayora de los sensores inductivos la bobina sensora forma parte del circuito oscilador. Al acercarse un objeto vara la inductancia de esta bobina, y vara la amplitud de las oscilaciones. Esto puede hacerlo de dos formas: Oscilacin brusca, la oscilacin cambia bruscamente al alcanzar el objeto la distancia de deteccin. Oscilacin suave, la oscilacin vara lentamente segn el objeto se aproxima al sensor. Se usa en sensores con salida analgica que proporcionan una tensin de salida proporcional a la distancia entre el objeto a detectar y el sensor.

ESTADO DE UN SENSOR INDUCTIVO1- Objeto a detectar ausenteAmplitud de oscilacin al mximo, sobre el nivel de operacin.La salida se mantiene inactiva (OFF).

2- Objeto a detectar acercndose a la zona de deteccin.Se producen corrientes de Foucault Transferencia de energa.El circuito de deteccin detecta una disminucin de la amplitud, la cual cae por debajo del nivel de operacin.La salida es activada (ON).

3- Objeto a detectar se retira de la zona de deteccin.Eliminacin de corrientes de Foucault.El circuito de deteccin detecta el incremento de la amplitud de oscilacin.Como la salida alcanza el nivel de operacin, la misma se desactiva (OFF).

CARACTERSTICAS TECNICASEn el momento del diseo de aplicaciones donde se usen sensores inductivos, se deben tener en cuenta una serie de caractersticas tcnicas de este tipo de sensores que pueden afectar a su comportamiento y hacer que ste no sea el adecuado o esperado.

CARACTERSTICAS GENERALESPara la eleccin de un sensor inductivo se deben tener en cuenta las caractersticas que el fabricante nos proporciona. A continuacin se indican una serie de ellas, desplazando el ratn sobre ellas, se obtiene su definicin. ELECTRICAS: *Alimentacin: indica la margen de tensin en la que se puede alimentar el sensor. Su tensin de funcionamiento suelen ser de 12V para continua y 120V para alterna. Algunos sensores permiten alimentacin en continua o en alterna por los mismos bornes y con un amplio margen de tensin.

*Consumo: indica el valor mximo que el sensor puede llegar a demandar de la fuente de alimentacin. Normalmente viene dado en ma (mili ampere)

*Corriente de carga nominal: de un sensor es la que puede gobernar de forma continuada. Una carga que demande una corriente superior a la nominal puede destruir o acortar la vida del elemento.

*Tensin Residual: es la cada de tensin que ese produce en el circuito de circuito de conmutacin cuando el dispositivo de salida est activado y por el circula la intensidad de carga nominal.

*Rigidez dielctrica: representa la mxima tensin que se puede aplicar entre distintas partes del sensor sin que se produzca la rotura del material que es aislante. El fabricante especifica la tensin, frecuencia y tiempo a la que se somete al sensor para realizar la prueba.

*Tiempo de respuesta: es el tiempo de retraso que se produce desde que el objeto a detectar entra en la zona activa del sensor inductivo y se produce un cambio en la seal de salida del sensor.

MECANICAS:* Grado de proteccin: indica la proteccin contra el contacto y penetracin de cuerpos extraos como suciedad, agua, polvo, o cuerpos externos al sensor.

*Frecuencia de operacin: es un concepto referido al nmero mximo de veces que puede actuar en un segundo un interruptor de proximidad.

DE DETECCIN:*Distancia de conmutacin: El fabricante nos da la distancia de conmutacin nominal, la cual est medida para el acercamiento axial a la cara activa del sensor a una placa de acero.*Histrisis: o distancia diferencial es la diferencia entre la posicin de actuacin, cuando el objeto se acerca, y la distancia de reposicin, cuando el objeto se aleja.

*Objeto a detectar: informa sobre las caractersticas del objeto, con el cual el fabricante garantiza una deteccin concreta.

*Sensibilidad: en los sensores con salida analgica, se dispone de un potencimetro que permite el ajuste de la distancia de deteccin de un objeto, de forma que esta pueda ser detectado a una determinada distancia y no a una superior, siempre dentro del rango de operacin.

SIMBOLOGA

Sensores de dos hilos:

Sensores de tres hilos:

Sensores de cuatro hilos:

COLOR Y NUMERACIN DE LOS HILOS La norma EN 50 044 determina los colores de los hilos del sensor, distingue entre sensores de proximidad polarizados y no polarizados, podemos diferenciar los siguientes casos:

*Sensores de proximidad no polarizados tanto para CC o CA, con dos hilos de conexin, estos pueden ser de cualquier color excepto verde/amarillo.

*Sensores de proximidad polarizados para CC, con dos hilos de conexin, el terminal positivo debe ser marrn y el terminal negativo, azul.

*Sensores de proximidad de tres hilos, el terminal positivo debe ser marrn, el terminal negativo azul y la salida debe ser negro.

En la siguiente tabla se indican las abreviaciones de los colores usadas.

En lo referente a la numeracin de los terminales:*Sensores de proximidad no polarizados, los terminales 1 y 2 tienen la funcin de contacto normalmente cerrado y los terminales 3 y 4 la de contacto normalmente cerrado.

*Sensores de proximidad polarizados para corriente continua con dos terminales, el terminal positivo debe identificarse con el 1. El nmero 2 para el contacto normalmente cerrado y el 4 para el contacto normalmente abierto.

COLOR ABREVIACIN Black (negro) BK Brown (marrn) BN red (rojo) RD yellow (amarillo) YE green (verde) GN blue (azul) BU grey (gris) GY White (blanco) WH gold (dorado) GD green/yellow (verde/amarillo) GNYE

APLICACIONESLas principales aplicaciones de los sensores inductivos son la deteccin de piezas metlicas. Debido a su funcionamiento, en el que detectan los objetos sin contacto fsico, permiten el contaje, analizar su posicin y forma de objetos metlicos, se pueden emplear en la industria alimentaria, ya que no interfiere en los productos.

Este tipo de sensores son ampliamente usados en industrias, como las relaccionadas con el automvil, debido a que la mayora de las piezas empleadas son metlicas.

Los sensores inductivos debido a su elevada conmutacin del punto de trabajo se pueden emplear para determinar el sentido de giro y nmero de vueltas de un engranaje o eje.

CONCLUSINEn nuestro trabajo le habamos hablado sobre los sensores inductivos y como sabemos son detectores electrnicos de proximidad de piezas metlicas sin necesidad de contacto fsico, que se basa en la variacin de los campos electromagnticos. Y existen dos tipos los polarizados y no polarizados. Y tambin les hablamos sobre los 2 estados de operacin; uno de ellos era OFF cuando el objeto a detectar estaba ausente; y la salida se mantena inactiva y el otro estado ON cuando el sensor detecta el material la salida quedaba activa. Tambin le comentamos sobre la constitucin fsica del material y ellos son la zona de deteccin, una bobina sensora, un circuito oscilador, un rectificador, un circuito comparador, indicador del estado de la salida y una etapa de salida. El funcionamiento de este sensor era lo siguiente como tiene una bobina sensora entonces al circular una corriente a travs de ella genera un campo magntico, esto hace entonces que la bobina sensora al acercarse al objeto a detectar induzca una corriente llamada corriente de Foucault. Tambin la mayora de los sensores inductivos de la bobina sensora forma parte del circuito oscilador. Al acercarse un objeto vara la inductancia de esta bobina, y vara la amplitud de las oscilaciones. Esto puede hacerlo de dos formas con una oscilacin brusca y otra oscilacin suave.Las aplicaciones del sensor inductivo son varias entre ellas estn mquinas herramienta, industria maderera, cintas transportadoras, lineas de chapado e industrias del petroleo.

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