Principios de Funcionamiento de Sensores: Inductivos, Hall, Ultrasónicos y Resolver

Clasificación y Funcionamiento de Sensores Industriales y Automotrices

A continuación, se detallan las características operacionales, ventajas y desventajas de diversos tipos de sensores utilizados para la medición de posición, velocidad y detección de objetos en entornos industriales y automotrices.

Sensores Inductivos y de Efecto Hall

Se utilizan en los automóviles para medir velocidades de rotación o detectar la posición angular de un determinado número de elementos. Su principal ventaja es su reducción de costo y simplicidad, mientras que su mayor inconveniente es la falta de precisión cuando las velocidades de giro son bajas.

Sensores Infrarrojos

Están diseñados especialmente para la detección, clasificación, colores y diferencias de superficies, incluso bajo condiciones ambientales extremas. Este componente tiene la apariencia de un LED normal. La diferencia radica en que la luz emitida no es visible para el ojo humano, únicamente es percibida por otros componentes electrónicos.

Sensores Magnéticos

Se caracterizan por la posibilidad de medir grandes distancias de conmutación, disponibles en sensores con dimensiones pequeñas. Detectan objetos magnéticos (imanes generalmente permanentes) que se utilizan para accionar el proceso de la conmutación.

Los campos magnéticos pueden pasar a través de muchos materiales no magnéticos. El proceso de la conmutación se puede también accionar sin la necesidad de la exposición directa al objeto. Usando conductores magnéticos (ej. hierro), el campo magnético se puede transmitir sobre mayores distancias.

Sensores Capacitivos

Las sustancias metálicas y no metálicas, tanto si son líquidas como sólidas, disponen de una cierta conductividad y constante eléctrica. Los sensores capacitivos detectan los cambios provocados por sustancias en el campo eléctrico de su área de detección. Permiten la evaluación exacta sobre la presencia de objetos en esta área, por ejemplo, los niveles de material en contenedores y silos.

Sensores Ultrasónicos

Funcionan emitiendo y recibiendo ondas de sonido de alta frecuencia. La frecuencia generalmente es de aproximadamente 200 kHz, un valor demasiado alto para ser detectado por el oído humano. Hay dos modos básicos de operación:

• Modo Opuesto: Un receptor en posición opuesta al emisor recibe la onda de sonido.
• Modo Difuso: El mismo sensor emite la onda de sonido y luego escucha el eco que rebota de un objeto.

Encoder y Resolver: Medición de Posición Angular

Encoder (Tacómetros de Pulsos)

Los tacómetros de pulsos (a los que también se les llama encoders), si bien requieren mayor procesamiento de señal para realizar la retroalimentación, ofrecen la ventaja adicional de que se pueden contar digitalmente los pulsos y así saber con precisión la cantidad de vueltas y fracciones de vueltas que ha completado el sistema.

Resolver

Un resolver es un sensor formado por un par de bobinas que se excitan con una señal externa. Las bobinas están colocadas a 90° entre sí, de modo que, según su orientación, captan con una distinta intensidad la señal de corriente alterna (CA). Esta configuración da como resultado salidas seno y coseno que tienen una relación con el ángulo en que se encuentra el eje de rotación del resolver con respecto a la señal de CA. El procesamiento del seno/coseno da como resultado la posición angular del sensor. Este tipo de sensor ofrece gran precisión y se sigue utilizando cuando se necesita determinar la posición absoluta de un eje.