sensores

Sensores inductivos

Consiste en un dispositivo conformado por:

·         Emisor

·         Receptor

·         Una bobina y un núcleo de ferrita.

·         Un oscilador.

·         Un circuito detector (etapa de conmutación)

·         Una salida de estado sólido.

·        

El oscilador crea un campo de alta frecuencia de oscilación por el efecto electromagnético producido por la bobina en la parte frontal del sensor centrado con respecto al eje de  la bobina. Así, el oscilador consume una corriente conocida. El núcleo de ferrita concentra y dirige el campo electromagnético en la parte frontal, convirtiéndose en la superficie activa del sensor.

Cuando un objeto metálico interactúa con el campo de alta frecuencia, se inducen corrientes EDDY en la superficie activa. Esto genera una disminución de las líneas de fuerza en el circuito oscilador y, en consecuencia, desciende la amplitud de oscilación. El circuito detector reconoce un cambio específico en la amplitud y genera una señal, la cual cambia (pilotea) la salida de estado sólido a “ON” u “OFF”. Cuando se retira el objeto metálico del área de senado, el oscilador genera el campo, permitiendo al sensor regresar a su estado normal.

Sensor capacitivo

Un sensor capacitivo es adecuado para el caso de querer detectar un objeto no metálico.

Para objetos metálicos es más adecuado escoger un sensor inductivo.

Para distancias superiores a los 40 mm es totalmente inadecuado el uso de este tipo de sensores, siendo preferible una detección con sensores ópticos o de barrera.

Los sensores capacitivos funcionan de manera similar a un capacitor simple. 

La lámina de metal [en el extremo del sensor esta conectado eléctricamente a un oscilador.El objeto que se detecta funciona como una segunda lámina. Cuando se aplica energía al sensor el oscilador percibe la capacitancia externa entre el objetivo y la lámina  interna.

Los sensores capacitivos funcionan de manera opuesta a los inductivos, a medida que el objetivo se acerca al sensor capacitivo las oscilaciones aumentan hasta llegar a un nivel limite lo que activa el circuito disparador  que a su vez cambia el estado del switch.

Aplicaciones típicas 

·         Detección de prácticamente cualquier material

·         Control y verificación de nivel, depósitos, tanques, cubetas 

·         Medida de distancia 

·         Control del bucle de entrada-salida de máquinas 

·         Control de tensado-destensado, dilatación

Sensor  fotoeléctrico o (óptico)

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.
El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es básicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Existen tres tipos de sensores fotoeléctricos, los sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o reflexión sobre objetos.

Sensores según Tipo de barrera

·         Sensores de barrera

Cuando existen un emisor y un receptor apuntados uno al otro(este método tiene alto nivel de detección)

·         Sensores réflex

Cuando la luz es reflejada con un reflector especial, cuya característica es que  devuelve la luz en el mismo ángulo que la recibe.  

·         Sensores auto réflex

La luz es reflejada con un reflector especial, cuya característica es que  devuelve la luz en el mismo ángulo que la recibe. Sino que el emisor tiene un lente que polariza la luz en un sentido.

Finales de carrera

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

Funcionamiento

Estos sensores tienen dos tipos de funcionamiento: modo positivo y modo negativo. En el modo positivo el sensor se activa cuando el elemento a controlar tiene una tara que hace que el eje se eleve y conecte el contacto 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 e Inconvenientes

Entre las ventajas encontramos la facilidad en la instalación, la robustez del sistema, es insensible a estados transitorios, trabaja a tensiones altas, debido a la inexistencia de imanes es inmune a la electricidad estática. 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.

Modelos

Dentro de los dispositivos sensores de final de carrera existen varios modelos:

• Honeywell de seguridad: Este final de carrera está incorporado dentro de la gama GLS de la empresa Honeywell y se fabrica también en miniatura, tanto en metal como en plástico y madera,con tres conducciones metálicas muy compactas..

• Fin de carrera para entornos peligrosos: Se trata en concreto de un microinterruptor conmutador monopolar con una robusta carcasa de aluminio. Esta cubierta ha sido diseñada para poder soportar explosiones internas y para poder enfriar los gases que la explosión genera en su interior. Este interruptor se acciona mediante un actuador de la palanca externo de rodillo que permite un ajuste de 360º.

• Set crews: Estos tipos de finales de carrera se utilizan para prevenir daños en el sensor provocados por el objeto sensado. Están compuestos por un cilindro roscado conteniendo un resorte con un objetivo de metal el cual es detectado por el sensor inductivo por lo que puede soportar impactos de hasta 20 N sin sufrir daños.

clases de temporizadores

TEMPORIZADOR


Un temporizador es un aparato mediante el cual, podemos regular la conexión o desconexión de un circuito eléctrico pasado un tiempo desde que se le dio dicha orden.

El temporizador es un tipo de relé auxiliar, con la diferencia sobre estos, que sus contactos no cambian de posición instantáneamente. Los temporizadores se pueden clasificar en:

CLASES DE TEMPORIZADORES

- Térmicos.
- Neumáticos
- De motor síncrono
- Electrónicos.

Los temporizadores pueden trabajar a la conexión o a la desconexión.


- A la conexión: cuando el temporizador recibe tensión y pasa un tiempo hasta que conmuta los contactos.


- A la desconexión: cuando el temporizador deja de recibir tensión al cabo de un tiempo conmuta los contactos.

A continuación se describe el funcionamiento de algunos tipos de temporizadores:


- Temporizador a la conexión.


Es un relé cuyo contacto de salida conecta después de un cierto retardo a partir del instante de conexión de los bornes de su bobina. A1 y A2, a la red. El tiempo de retardo es ajustable mediante un potenciómetro o regulador frontal del aparato si es electrónico. También se le puede regular mediante un potenciómetro remoto que permita el mando a distancia.

- Temporizador a la desconexión.


Es un rele cuyo contacto de salida conecta instantáneamente al aplicar la tensión de alimentación en los bornes A1 y A2 de la bobina. Al quedar sin alimentación, el rele permanece conectado durante el tiempo ajustado por el potenciómetro frontal o remoto, desconectándose al final de dicho tiempo.

-Temporizadores térmicos.

Los temporizadores térmicos actúan por calentamiento de una lámina bimetálica. El tiempo viene determinado por el curvado de la lámina.

Constan de un transformador cuyo primario se conecta a la red, pero el secundario, que tiene pocas espiras y está conectado en serie con la lámina bimetálica, siempre tiene que estar en cortocircuito para producir el calentamiento de dicha lamina, por lo que cuando realiza la temporización se tiene que desconectar el primario y deje de funcionar

-Temporizadores neumáticos.

El funcionamiento del temporizador neumático está basado en la acción de un fuelle que se comprime al ser accionado por el electroimán del rele.

Al tender el fuelle a ocupar su posición de reposo la hace lentamente, ya que el aire ha de entrar por un pequeño orificio, que al variar de tamaño cambia el tiempo de recuperación del fuelle y por lo tanto la temporización.

-Temporizadores de motor síncrono 

Son los temporizadores que actúan por medio de un mecanismo de relojería accionado por un pequeño motor, con embrague electromagnético. Al cabo de cierto tiempo de funcionamiento entra en acción el embrague y se produce la apertura o cierre del circuito.

-Temporizadores electrónicos.

El principio básico de este tipo de temporización, es la carga o descarga de un condensador mediante una resistencia. Por lo general se emplean condensadores electrolíticos, siempre que su resistencia de aislamiento sea mayor que la resistencia de descarga: en caso contrario el condensador se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento
- Temporizadores para arrancadores estrella triángulo.

Es un temporizador por pasos destinado a gobernar la maniobra de arranque estrella triángulo. Al aplicarle la tensión de alimentación, el contacto de estrella cierra durante un tiempo regulable, al cabo del cual se abre, transcurre una pausa y se conecta el contacto de triángulo. El tiempo de pausa normal está entre 100 y 150 MS.

Ahora hemos cogido las diferentes clases de temporizadores y les hemos aplicado a los relés con lo que tenemos las siguientes temporizaciones:

- Mecánica o neumática
- Magnética (relees de manguito).
- Térmicas (relees de bilamina).
- Eléctrica (relees de condensador).

- Temporización neumática.
Un relee con temporización neumática consta esencialmente de tres partes principales:

- Un temporizador neumático que comprende un filtro por donde penetra el aire comprimido, un vástago de latón en forma de cono,
Solidario con un tornillo de regulación para el paso de aire un fuelle de goma y un resorte antagonista situado en el interior de este fuelle. El tornillo de regulación asegura la regulación progresiva de la temporización; las gamas de temporización cubren desde 0.1 segundos a 1 hora.

- Una bobina electromagnética para corriente continua o alterna, según los casos.

- Un juego de contactos de ruptura brusca y solidaria al temporizador neumático por medio de un juego de levas y palancas.

El relee de retardo a la desconexión tiene el siguiente funcionamiento: cuando se des excita la bobina, el contacto solidario con ella tarda cierto tiempo en soltarse, debido a la acción del temporizador neumático. Al soltarse este contacto, actúa sobre un micro ruptor, que desconecta el circuito de mando.

La temporización puede ser a la excitación o a la des excitación de la bobina o combinando ambos efectos.

- Temporización magnética.

En este caso, se trata de relés cuya bobina está alimentada exclusivamente por corriente continua.

La temporización magnética se consigue ensartando en el núcleo magnético del relé, un tubo de cobre. Este tubo puede tener el espesor de algunos milímetros y rodear al núcleo en toda su longitud, constituyendo una camisa o bien puede ser de un diámetro igual a la base del carrete de la bobina y una longitud limitada, y en este caso se llama manguito; el manguito puede ser fijado delante, es decir, en la parte de la armadura o detrás, es decir, en la parte opuesta de la armadura. En ambos casos, como se verá enseguida los efectos de retardo serán distintos
Con camisa de cobre (retardo a la desconexión)
Con manguito de cobre, lado armadura (retardo a la conexión y a la desconexión).
Con manguito de cobre, lado culata ( retardo a la desconexión)

- Temporización térmica

Los relees térmicos o dispositivos que utilizan procedimientos térmicos para la temporización, pueden incluirse en los siguientes grupos:

- relees de bilamina
Recordemos que una bilamina esta constituida por dos laminas metálicas, acopladas en paralelo y atravesadas por la corriente eléctrica, que las calienta por el efecto Joule.

-Bobinado - de mando, 2.- bilamina, 3.- bornes de salida.
Como los coeficientes de dilatación de las dos láminas son distintos cuando se calientas una atrae a la otra y cuando se enfrían vuelve a la posición inicial.

- relees de barras dilatables
Constituyen una mejora de los anteriores, los contactos se mueven cuando la diferencia de temperatura entre dos barras dilatables idénticas alcanza el valor deseado, estando una de las barras calentada eléctricamente por la corriente de mando.

1.- bobinado de mando, 2.- barra dilatable, 3.- bornes de salida.

De esta forma las variaciones de temperatura ambiente actúan de la misma manera sobre la posición de las dos barras dilatables, sin tener efecto alguno sobre la posición de los contactos. Por consiguiente, solo la barra calentada eléctricamente manda los contactos. De esta forma, se obtiene temporizaciones comprendidas entre 2 segundos y 4 minutos, con una precisión de un 10 %.

- Temporización electrónica

La temporización electrónica está muy extendida. Se utiliza con relés electromagnéticos cuya bobina está prevista para ser alimentada con corriente continua. Para obtener una buena temporización, la tensión continua debe estabilizarse por ejemplo con ayuda de un diodo Zener.
El principio básico de este tipo de temporización es la carga o descarga de un condensador " C " mediante una resistencia " R”. Por lo general se emplean condensadores electrolíticos de buena calidad, siempre que su resistencia de aislamiento sea bastante mayor que la resistencia de descarga R: en caso contrario, el condensador C se descargaría a través de su insuficiente resistencia de aislamiento.