Ejemplo de la Exportación de frutas

 “LABORATORIO SENSORES DE PROXIMIDAD”

1. SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS

1. MARCO TEÓRICO

Sensor

      El sensor se define como un dispositivo (conjunto de piezas electrónicas o mecánicas que realizan una función específica), capaz de detectar diferentes tipos de materiales, por ejemplo: un auto, personas, arboles, etc.; acciones o estímulos externos y responder en consecuencia

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Figura N°1: Imagen de un sensor

Campo Magnético

Un campo magnético es una idea que se usa como herramienta para describir cómo se distribuye una fuerza magnética en el espacio alrededor de un material magnético.

Se recurre a las líneas de fuerza para representar la estructura del campo magnético. En cada punto las líneas de fuerza del campo magnético indican la dirección en la que se orientaría una pequeña brújula situada en tal punto.

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Figura N°2: Imagen de un campo magnético

¿Cómo se genera el campo magnético?

El campo magnético puede ser creado por:

• Un elemento de corriente
• Un conductor rectilíneo indefinido recorrido por una intensidad i
• Una espira circular recorrida por una intensidad i

Definición:

      Un sensor inductivo es un dispositivo que puede detectar objetos metálicos que se acercan al sensor, sin tener contacto físico con los mismos. Incorporan en el interior de su carcasa un bobinado y un imán, los cuales generan campo magnético. Estos detectan el objeto, para luego emitir la señal de detección.

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Métodos de detección

      En la mayoría de los sensores inductivos la bobina sensora forma parte del circuito oscilador. Al acercarse un objeto varía la inductancia de esta bobina, y varía la amplitud de las oscilaciones. Esto puede hacerlo de 2 formas:

• Oscilación brusca: la oscilación cambia bruscamente al alcanzar el objeto la distancia de detección.

• Oscilación suave: la oscilación varía lentamente según el objeto se aproxima al sensor. Se usa en sensores con salida analógica que proporcionan una tensión de salida proporcional a la distancia entre el objeto a detectar y el sensor.

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Características técnicas

      Para la elección de un sensor inductivo se debe tener en cuenta las características que el fabricante nos proporciona

• Eléctricas: alimentación, consumo, corriente de carga nominal.
• Mecánicas: grado de protección, carcasa, resistencia a golpes
• De detección: histéresis, objeto a detectar, sensibilidad

Aplicaciones:

      Los sensores inductivos tienen un largo historial de funcionamiento fiable en condiciones difíciles. Por lo tanto, suelen ser la elección automática para aplicaciones de alta fiabilidad, relacionadas con la seguridad o en las que la seguridad es esencial. Estas aplicaciones son frecuentes en el sector militar, aeroespacial, del ferrocarril o de la industria pesada, detectar presencia y paso de piezas metálicas, fin de carrera, rotación, conteo. Se puede usar en industrias alimentarias ya que no interfiere en los productos.

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      Son usadas en industrias relacionadas con el automóvil, debido a que las piezas son metálicas por lo general.

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1. DISTANCIA DE CONMUTACIÓN DE UN SENSOR INDUCTIVO

A) Materiales

• Placa de distribución
• Corredora de posicionado
• Sensor inductivo D.ER-SIE-M18
• Sensor inductivo D.ER-SIE-M125
• Placa de calibración de acero dulce ST37  

B) Resultados

C) Observaciones

• Tanto el sensor D.ER-SIE-M18 como el sensor D.ER-SIE-M12N detectaron a placa de calibración de acero dulce, la diferencia fue que la primera en mención la detectó en mayor distancia que la segunda.

• Cuando se utiliza el sensor inductivo D.ER-SIE.M12N la histéresis del acero dulce medida es mayor que la medida con el sensor inductivo D.ER-SIE-M18.
• Para el sensor de 18 mm de diámetro pudimos observar que la distancia  en la  que se genera una señal es a los 8.72 mm y  la distancia en la que esta señal desaparece es a los 8.91 mm

• Para el sensor de 12 mm de diámetro pudimos observar que la distancia  en la  que se genera una señal es a los 4.06 mm y  la distancia en la que esta señal desaparece es a los 4.97 mm

D) Conclusiones y Recomendaciones

• Los sensores de proximidad responden a un objeto solo cuando éstos se encuentren en una área definida
• El acero dulce tiene un factor de reducción 1 lo que permite que la distancia de conmutación medida para cada sensor sea la más cercana a su distancia nominal.
• El área entre el punto de conexión y desconexión es llamado histéresis
• Se recomienda que las distancias medidas no se realicen de manera manual para evitar distorsión en el cálculo de los resultados.
• Se debe tener cuidado con el área donde se realizará las mediciones debido a que éste se debe encontrar libre de metales

1. DETECCIÓN DE DIFERENTES METALES CON SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS

A) Resultados

B) Observaciones

• Se observa que las distancias de los puntos de conexión y desconexión a la superficie activa varían en función del material utilizado en el experimento.
• Se observa que las distancias de los puntos de conexión y desconexión a la superficie activa tienen correlación positiva con el valor de la histéresis del material.
• Se observa que el valor máximo de la histéresis para los materiales utilizados en el experimento se corresponde al acero dulce, mientras que el valor mínimo al cobre.  
• Se observa que los valores calculados del factor de reducción se corresponden con los valores de tablas.

C) Conclusiones y Recomendaciones

• El campo magnético generado por el sensor inductivo es afectado de manera distinta por los distintos materiales utilizados, obteniéndose así medidas distintas por cada material, pero correlacionadas entre sí según el material utilizado.

• A mayor conductividad eléctrica, menor factor de reducción.
• Debido a las pequeñas distancias involucradas en este experimento, no se recomienda realizar este proceso de forma manual para así evitar distorsiones en los resultados.

1. INFLUENCIA DE LA SUPERFICIE DEL OBJETO EN LA DISTANCIA DE CONMUTACIÓN

A) Resultados

B) Observaciones

• Se observa que hay una correlación positiva entre la superficie del material y la distancia de conmutación.

C) Conclusiones y Recomendaciones

• La distancia de conmutación es mayor para un material con mayor superficie porque, de esa manera, el campo magnético tiene una mayor probabilidad de interactuar con el material (en comparación con uno de menor superficie).
• Este experimento presentó la dificultad de alinear el centro del material con el eje de simetría del sensor, para así evitar que una desalineación provoque un sesgo en las mediciones.
• Debido a las pequeñas distancias involucradas en este experimento (especialmente en este experimento), no se recomienda realizar este proceso de forma manual para así evitar distorsiones en los resultados.
• Se pudo hacer una medición de la histéresis para observar si ella también está en función de la superficie del material.

1. SENSORES DE PROXIMIDAD CAPACITIVOS

1. MARCO TEÓRICO

SENSORES

Para que un sistema electrónico de control pueda controlar un proceso o producto es necesario que reciba información de la evolución de determinadas variables físicas del mismo, que en la mayoría no son eléctricas (temperatura, presión, nivel, fuerza, posición, velocidad, desplazamiento, etc.).

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