Sensores

SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS

1. Distancia de conmutación de un sensor inductivo de proximidad:

1.1. Objetivo: Aprender las características de conmutaciones de un sensor inductivo.

1.2. Equipo montado:

1.3. Materiales:

Elemento Nº Designación

1 Placa de distribución

2 Corredora de posicionado

3 Sensor Inductivo D.ER-SIE-M18

4 Sensor Inductivo D.ER-SIE-M12S

Placa de calibración de acero dulce St37, pieza 3

1.4. Sensor Inductivo D.ER-SIE-M18 y D.ER-SIE-M12 - Acero Dulce (pieza 3)

1.5. Observaciones y conclusiones:

• Se observa para que se realice una correcta medición de los valores se ha de hacer de forma muy cuidadosa, del mismo modo que se debe realizar la medición varias veces para obtener un valor promedio o uno aproximado que sea representativo.

• De acuerdo a los valores obtenidos en el experimento se puede notar el área activa donde se produce un cambio de señal o distancia de conmutación es mayor en el sensor inductivo D.ER-SIE-M18 que el sensor inductivo D.ER-SIE-M12, por lo tanto el valor de su histéresis es mayor.

• El sensor inductivo D.ER-SIE-M18, posee un mayor área donde se produce el cambio de señal, pero la distancia a la cual se da dicha área, se encuentra más alejada que el área del sensor inductivo D.ER-SIE-M12.

• Por lo tanto cuando si se quiere obtener un cambio de señal a una distancia cercana del sensor inductivo lo más recomendable es el sensor inductivo D.ER-SIE-M12, pero si se quiere un mayor área donde se puede producir el cambio lo más recomendable es el sensor inductivo D.ER-SIE-M18.

2. Detección de diferentes metales con sensores de proximidad inductivos

2.1. Objetivo: Comprobar que la distancia de conmutación de los sensores inductivos depende de los diferentes metales a detectar.

2.2. Materiales:

• Sensor inductivo 1 D.ER-SIE-M18

• Objetos de verificación:

 Acero Dulce (St 37), pieza 3

 Acero inoxidable, pieza 4

 Aluminio, pieza 5

 Latón, pieza 6

 Cobre, pieza 7

2.3. Sensor Inductivo D.ER-SIE-M18 Acero Dulce (pieza 3)

2.4. Determinación de los factores de reducción:

Aluminio (pieza 5)

Factor de reducción: 0.09/ 0.24 = 0.38

Latón (pieza 6)

Factor de reducción 0.13 / 0.24 = 0.54

Cobre (pieza 7)

Factor de reducción: 0.1 / 0.24 = 0.42

2.5. Observaciones y conclusiones:

• En general se observa que existe una diferencia entre los puntos de conexión y desconexión, además de la histéresis, debido a que cada material reduce la corriente de diferente manera por sus propiedades ferromagnéticas o la ausencia de estas.

• La distancia medida par elementos no ferrosos como el aluminio, cobre, disminuye conforme su grosor

3. Influencia de la superficie del objeto en la distancia de conmutación

3.1. Objetivo: Comprobar la influencia de los objetos de diferentes medidas en la distancia de detección de un sensor inductivo.

3.2. Material:

• Sensor Inductivo 1 D.ER-SIE-M18

• Objeto de Verificación:

 Acero dulce (St 37)pieza 11, 30x30 mm

 Acero dulce (St 37)pieza 12, 25x25mm

 Acero dulce (St 37)pieza 13, 20x20mm

 Acero dulce (St 37)pieza 14, 15x15mm

 Acero dulce (St 37)pieza 15, 10x10mm

 Acero dulce (St 37)pieza 16, 5x5mm

Observaciones y conclusiones:

• La distancia varía en cada muestra probablemente debido a que su factor de reducción está influenciado por el área que posee, debido a la carga que puede recibir, siendo en este caso el menor en relación a los otros elementos que también son acero dulce.

SENSORES CAPACITIVOS

Los sensores capacitivos son aquellos que reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica.

Funcionamiento de los sensores capacitivos

Los sensores capacitivos están especialmente diseñados para lograr detectar materiales aislantes tales como el plástico, el papel, la madera, entre otros, no obstante también cuentan con la capacidad de de detectar metales. Es importante tener en cuenta que los sensores capacitivos funcionan de manera inversa a los inductivos, es decir que a medida que el objetivos se va a acercan al sensor las oscilaciones del mismo aumentan hasta que llega a un límite que activa el circuito que dispara las alarmas. Éstos constan de una sonda que se encuentra situada en la cara posterior en donde se encuentra colocada una placa condensadora, y al aplicar una corriente al sensor por más mínima que sea, se produce una especie de campo electroestático cuya reacción se produce frente a los cambios de la capacitancia provocados por la presencia de un objeto cualquiera.

En el caso de que el objeto se encuentre fuera del campo electroestático entonces el oscilador de los sensores capacitivos se encontrará inactivo pero, a medida que el objeto se va a acercando al sensor, éste se activa.

También tenemos el rectificador, cuya función es controvertir la señal alterna del oscilador de manera que la cercanía de un objeto a los sensores se verá traducida en una variación de la señal en la corriente constante; el potenciómetro el cual ayuda a que la señal de los sensores capacitivos pueda ajustarse con la finalidad de eliminar la detección de algunos medios, es decir que por ejemplo el nivel de un liquido puede llegar a medirse a través de las paredes de su recipiente. Por último, los sensores capacitivos cuentan con un circuito disparador en cual compara la señal proporcionada por el rectificador con la de un umbral que varía dependiendo de si los sensores capacitivos se encuentran activos o no. Como podemos notar en esta explicación, los sensores capacitivos son parte importante de los sistemas de alarmas.

Ventajas y desventajas de los sensores capacitivos

Es importante destacar que las ventajas de estos sensores tienen que ver con el hecho de que los mismos detectan todo tipo de elementos metálicos, a de más de que pueden “ver” a través de algunos materiales y disponen de muchas configuraciones de instalación además de tener una vida útil bastante larga. No obstante es importante también destacar que los sensores capacitivos tienen una distancia de detección corta que varía según el material que deba detectar, y al mismo tiempo son extremadamente sensibles a los factores ambientales.

También es importante que los tengamos bajo un cierto control ya que los sensores capacitivos no son selectivos en cuando a los objetos que deben detectar. Generalmente los sensores capacitivos suelen utilizarse mucho en la construcción y desarrollo de los detectores de metales ya que precisamente tienden a ser mucho más precisos con este tipo de materiales y como bien hemos dicho, el hecho de poder tener la posibilidad de detectar a través de ciertos materiales es una gran ventaja en este caso.

Es decir que si por ejemplo, si una persona entrara en una empresa con un arma, los sensores capacitivos inmediatamente la detectaría aunque ésta se encuentre oculta entre la ropa y las pertenencias de la persona en cuestión, por eso es que es muy común ver como en los aeropuertos o en los bancos y las joyerías utilizan este tipo de artefactos que se poseen en su sistema sensores capacitivos. Por último queremos agregar que a medida que va pasando el tiempo las empresas que desarrollan este tipo de tecnología van actualizando y adaptando los sensores para que los mismos puedan ser utilizados en más campos de la seguridad, por eso es que es muy común que si estamos interesados en adquirir un sistema de seguridad que posea sensores capacitivos en su funcionamiento, nos ofrezcan de diferentes tipos y capacidades.

EXPERIMENTOS

OBJETIVO GENERAL

El objetivo principal es conocer el comportamiento de los sensores capacitivos frente a diferentes materiales.

1. Distancia de conmutación de un sensor capacitivo.

Material Punto de Conexión (mm) Punto de Desconexión (mm) Histéresis (mm)

Acero Dulce (St37),

pieza 3 8.33 9.05 0.72

Acero Inoxidable,

pieza 4 7.85 8.21 0.36

Aluminio,

pieza 5 8.00 8.27 0.27

Latón,

pieza 6 7.61 7.96 0.35

Cobre,

pieza 7 7.72 8.08 0.36

Cartón,

pieza 8 3.71 3.80 0.09

Goma,

pieza 9 3.97 4.18 0.21

Plástico Trasparente,

pieza 10 0.59 0.83 0.24

Observaciones y Conclusiones

 Observamos que las distancias de detección de los materiales se diferencian en las distancias de trabajo y en las distancias de conmutación en dos grupos, 1ro el de los metales – piezas 3, 4, 5, 6, 7- y 2do el de los no-metales – piezas 8, 9, 10-.

 Concluimos que las diferencias de distancias de trabajo se debe a que

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