Sensores y Detectores Esenciales en Automatización Industrial: Tipos, Funcionamiento y Aplicaciones
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Tema | Contenido Resumido |
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Resumen General | Sensores/detectores usados en automatización industrial. Incluye detectores binarios (ON/OFF), proximidad mecánica/sin contacto, medidores de posición, distancia, velocidad, aceleración, temperatura, presión y fotoeléctricos. |
Funciones de los Detectores de Posición | Presencia/ausencia • Paso • Posicionamiento • Final de carrera. Basados en señales todo o nada. |
Finales de Carrera (Mecánicos) | Ventajas eléctricas:separación galvánica, alta inmunidad, gran tolerancia a tensiones.Ventajas mecánicas:robustos, simples, fiables. Términos clave:Apertura positiva, carrera y fuerza de apertura positiva, contacto de ruptura brusca. |
Proximidad sin contacto | Tipos: Inductivos, Capacitivos, Ópticos, Ultrasonidos, Hall, Reed. Evitan desgaste, permiten altas velocidades. |
Clasificación por salida | AC:tiristor/triac (no sirven para CC). DC:transistores PNP/NPN. Namur:varían corriente, sin amplificación interna. Analógica:proporcional a la distancia (ópticos/ultrasonidos). |
Clasificación por conexión | 2 hilos:en serie con carga (AC). 3 hilos:estándar en CC (común + alimentación + señal). 4–5 hilos:alimentación separada + contactos. Consideración: caída Ud y corriente de fuga Ir pueden causar falsas detecciones. |
Inductivos | Detectan solo metal. Oscilador LC → cambio en reluctancia. Alcance: 1–30 mm. Uso: finales sin contacto. |
Capacitivos | Detectan metales y no metales (vidrio, plástico, agua…). Sensibilidad afectada por humedad. Ajuste necesario. |
Inductivos/Capacitivos – términos | Sn:alcance nominal. Sa:0–81% de Sn. Histéresis:distancia entre activación / desactivación. |
Ópticos (Fotocélulas) | Modos:luz (Light-on) / sombra (Dark-on).Detección:barrera (100 m), retro-réflex (10 m), proximidad (1.5 m). Ventajas: gran distancia, inmunes a EMI, muy rápidos, detectan colores y objetos pequeños. |
Magnéticos (Hall / Reed) | Hall:genera tensión por campo magnético; salida ON/OFF o analógica.Reed:contactos en vidrio activados por imán; sensibles a exceso de corriente. |
Ultrasonidos | Emisor piezoeléctrico → eco del objeto → medición de distancia. No aptos con corrientes de aire o ruido acústico alto. |
Encoders (Codificadores) | Incremental:pulsos A/B (90°), pulso Z. Posición relativa, puede perderse por fallo eléctrico.Absoluto:pistas codificadas → posición única → no pierde información. Salidas: NPN/PNP, RS-422, analógica. |
Potenciómetros | Pista resistiva + cursor. Salida analógica proporcional. Método ratiométrico (V/Vo). Límite mecánico: 5 Hz. |
Galgas Extensiométricas | Resistencia cambia por deformación. Tipos: metálicas / semiconductoras (más sensibles). Se usan en fuerza, par, presión. Medida: Puente de Wheatstone. |
Velocidad | Dinamo tacométrica:salida analógica proporcional a velocidad. Digital:frecuencia de pulsos (encoders) . |
Aceleración (Acelerómetros) | Masa + muelle deformable. Miden F=m·a mediante galgas o transformadores diferenciales. |
Temperatura | Bimetálico:ON/OFF. RTD (Pt100):muy lineales y precisos. NTC/PTC:alta sensibilidad, no lineales. Termopar:efecto Seebeck, sensor activo. |
Presión | Diafragma deformado → medición por galgas o piezoeléctricos. Tipos: absoluta y diferencial/relativa. |
Transductores Fotoeléctricos | Fotoconductores:LDR, fototransistor. Fotovoltaicos:célula solar. Fotoemisores:LED. Optoacopladores:aislamiento eléctrico mediante LED + fototransistor. |