martes, 31 de enero de 2023

Sensor inductivo con salida analógica

 El sensor inductivo con salida analógica, se emplea para detecta la presencia de un objeto, y medir la distancia hasta éste, son nombrados como sensores de desplazamiento inductivos.

Sensor inductivo con salida analógica

A medida que se aproxima un objeto metálico al sensor, la pérdida de corriente de Foucault es mayor y la amplitud del oscilador disminuye.

Amplitud de oscilación del sensor inductivo 

La amplitud de oscilación se rectifica para obtener las variaciones de voltaje, estas magnitudes de voltaje tienen una relación proporcional aproximada a las distancias de aproximación.

Medidor digital de desplazamiento inductivo 

La unidad amplificadora cuenta con un circuito de linealización, que corrige la linealidad para obtener con precisión un resultado lineal proporcional a la distancia.

A destacar su resolución de 0.4 μm 0.00002" (μm = micrómetro = milésima parte del milímetro) y su índice de muestreo (40,000 muestras max./s ) (Número de muestras por unidad de tiempo).

Especificaciones de medidor digital de desplazamiento inductivo marca KEYENCE

“Los datos anteriores se obtuvieron utilizando un objeto de hierro (S45C, SS41, e = 1 mm 0.04")”, y  colocando el cabezal del sensor a la distancia 50% del rango de medición.

Los sensores de desplazamiento inductivo tienen su aplicación industrial, “medir con precisión y rapidez variaciones muy pequeñas”, útil en el control de la calidad de piezas maquinadas como engranes y cojinetes, así como para el control de especificaciones de trabajo máquina como medición de distancias de rodillos de laminación.

El reciclaje como compromiso social, Expo Emprendedores en el Centro Mexicano Francés del conalep DE Gómez Palacio, Durango.

Mi agradecimiento al Ingeniero Sergio Elías Reyes Medina Instructor del Centro Mexicano Francés del Conalep de Gómez Palacio, Durango.  Por sus aportaciones al artículo. 

domingo, 29 de enero de 2023

Frecuencia de conmutación del sensor inductivo

 La frecuencia de conmutación del sensor inductivo es el número de acciones en que se puede activar y desactivar (cerrado y abierto) en un segundo.

Frecuencia de conmutación del sensor inductivo

Los sensores inductivos se fabrican de diversos tipos, sus diseños cumplen con diversas aplicaciones, tamaños, conexiones y diseños son importantes.

Uno de los datos que nos pueden pasar desapercibido, tiene que ver con su tipo de salida y esta con su aplicación.  

Tipo de salida del sensor inductivo

Nuestro estudio es para sensores del tipo de salida de interruptor, para señalar su frecuencia máxima de conmutación el sensor se debe someter por parte del fabricante a pruebas de laboratorio.

Condiciones de prueba para determinar la frecuencia máxima de conmutación del sensor

El sensor se estudia ante la presencia/ausencia de accionadores de un objeto estándar.

En las que la distancia del sensor y objetivo y la separación de sus accionadores están prestablecidas, la intención es evitar estados no definidos (falsas conmutaciones).

De estas pruebas se determina la especificación, respuesta de frecuencia.

Frecuencia de respuesta de sensores inductivos

A menor tamaño la respuesta de frecuencia de conmutación es mayor.

Frecuencia  de respuesta de conmutación de sensores inductivos miniatura 

La frecuencia de respuesta de los sensores inductivos para sensores inductivos va del orden de cientos de Hertz  hasta los KiloHertz. 

En sensores miniatura,  tenemos conmutaciones de cerrado/abierto de 1200 veces por segundo.

Expo-Emprendedores para crear, desarrollar y consolidar, 

Centro Mexicano Francés del conalep en Gómez Palacio, Durango. 

jueves, 26 de enero de 2023

Distancia de detección de un sensor inductivo

La distancia de detección de un sensor inductivo, es la longitud a lo largo de un eje de referencia a la cual conmuta el sensor, por la aproximación de un “objetivo estándar” a su superficie de detección”. 

Distancia de detección de un sensor inductivo

La distancia de detección va desde su cara del sensor al punto distante en la que por primera vez el objetivo es detectado.

 Esta longitud es denominada también “distancia máxima de operación”. 

Distancia máxima de operación de un sensor inductivo

Dentro de la distancia máxima de operación, el sensor puede detectar, sin embargo se recomienda utilizar un rango de detección más estable entre el 70 a 80 % de su punto máximo de detección.

Formas de activar un sensor inductivo

Existen 2 formas de activar el sensor, por aproximación axial o por aproximación radial.

Los datos de fabricante en forma gráfica, muestran el “campo de detección”, limitado por curvas, trazadas por una serie de puntos de distancias máxima de operación.

Rango de detección en un sensor inductivo 

La gráfica es de utilidad para determinar la posición de montaje del sensor con respecto al objetivo a detectar.


Especificaciones de distancia de detección de sensores 

La distancia de detección es considerada de las especificaciones, la más importante, depende del diámetro de la bobina del sensor, de las dimensiones y la composición de los materiales del objeto a detectar, así como de la temperatura ambiente.

Creatividad para el desarrollo del profesionalismo, en el Centro Mexicano francés del conalep en Gómez Palacio, Durango.

miércoles, 25 de enero de 2023

Histéresis en un sensor inductivo

 Se nombra histéresis en un sensor inductivo, a la distancia entre los puntos de conmutación de apagado y encendido cuando un objeto estándar se acerca y se aleja nuevamente.

Histéresis en un sensor inductivo

La definición de “Histéresis”

“Fenómeno por el que el estado de un material depende de su historia previa y que se manifiesta por el retraso de efectos sobre la causa que lo produce.”

Al alejar el objeto, no hay un cambio instantáneo, la razón de que los puntos de apagado y encendido no estén en el mismo lugar, se debe a que la inducción magnética en el objeto (de hierro), genera un magnetismo remanente y en consecuencia el fenómeno de histéresis.  

Objeto estándar

La importancia de la histéresis es que nos da la conmutación del sensor, su punto de trabajo y su punto de reposo, factores a tomar en cuenta en el diseño físico de los sistemas automatizados.

La histéresis de un sensor en particular, forma parte de los datos proporcionados por el fabricante.

La histéresis forma parte de los datos del fabricante del sensor inductivo.

La histéresis prácticamente describe el actuar del sensor en condiciones de laboratorio.

Establecidas como la norma EN 60947-5-2, se menciona que en las pruebas se utiliza un “actuador óptimo” al que denominan “objeto estándar”.

Objeto estándar utilizado para datos del fabricante del sensor inductivo.

Para resaltar la importancia del objeto estándar algunos autores lo nombran “objetivo estándar”.  

La histéresis representa aproximadamente el 10% de la distancia de detección de cada sensor inductivo en particular.

Centro Mexicano francés del conalep en Gómez Palacio, Durango.

domingo, 22 de enero de 2023

Sensor inductivo con circuito amplificador separado

Sensor inductivo con circuito amplificador separado, tiene una configuración donde los circuitos del sensor no están integrados, estos se encuentran distantes de su cabezal.

Sensor inductivo con circuito amplificador separado

Los fabricantes como KEYENCE, clasifican por su configuración al sensor inductivo en uno de dos tipos, es un “sensor inductivo integrado” o un “sensor inductivo con amplificador separado”.

El sensor inductivo integrado también llamado auto contenido, tiene sus componentes en una sola estructura.

Clasificación por configuración del sensores inductivos 

 Los sensores con amplificación separado son de cabezal pequeño,  suelen ser denominados como “ultra pequeños”, son capaces de colocarse en espacios muy reducidos, para detectar sin contacto la presencia o la ausencia de metal.

Aplicación de sensores inductivos ultra pequeños 

En el tipo amplificador en cable tanto su cabezal como amplificador son pequeños, los  diámetros de cabezal  suelen ser de 3, de 5 y  de 10 milímetros, y no tienen ajuste de sensibilidad.

Sensores inductivos tipo amplificador en el cable

El tipo de amplificador separado su cabezal es compacto (pequeño) y la detección es a larga distancia.

Sensores con detección de gran alcance y alta precisión 

Requiere de un cableado entre el cabezal y el amplificador, tiene un potenciómetro de ajuste de sensibilidad, con el que se logra alta precisión de detección.

Expo-Emprendedores la fiesta de la creatividad y del talento en el Centro Mexicano-Francés del conalep, en Gómez Palacio, Durango.

miércoles, 18 de enero de 2023

Sensor inductivo para metales no ferrosos

 El sensor inductivo para materiales no ferrosos es capaz de detectar sin contacto y de manera precisa piezas de aluminio, cobre, latón, cinc y de otros materiales que no contienen hierro.

Sensor inductivo para metales no ferrosos

La industria  manufacturera ha  sustituido piezas de acero, por materiales más livianos, para conseguir mejor presentación y consumo.

Las piezas metálicas de materiales no ferrosos, pueden ser detectadas por algunos sensores inductivos estándar  como el sensor inductivo de alta frecuencia. Pero no con la misma eficacia, de la que se logra al diseñan específicamente  “sensores inductivos para metales no ferrosos”.  

Gráfica referencia de tipo de metal y distancia de detección del Sensor inductivo

 A la gráfica anterior de KEYENCE,  agrega que los porcentajes varían según el material del objeto, su tamaño y acabados (ejemplo materiales chapeados), y según el modelo del sensor.

En la automatización industrial, lo correcto es utilizar, sensores de calidad diseñados específicamente para el material a detectar.

Sensor inductivo para metales no ferrosos 

El sensor para metales no ferrosos detecta cambios en la frecuencia de su oscilador, Cuando un objeto no ferroso (tal como el cobre o aluminio) se acerca un sensor, la frecuencia de oscilación aumenta.

Contrario a lo que sucede cuando se detecta un metal ferroso (como el hierro), que al acercarse al sensor, la frecuencia de oscilación disminuye.

Detección de latas de aluminio

“La serie ET de la marca KEYENCE, detecta sólo metales no ferrosos sin considerar el hierro” es decir no detecta su presencia, por lo que su influencia no interviene en su funcionamiento.

Sensor inductivo para materiales no ferrosos, ultra pequeño 

Por cierto la marca KEYENCE  ofrece en su portal, información en español (de México), con guías técnica, características y aplicaciones, de infinidad de productos innovadores para la automatización industrial.

Centro Mexicano-Francés del conalep, en Gómez Palacio, Durango.

martes, 17 de enero de 2023

Cabeza del sensor inductivo

La cabeza del sensor inductivo genera la zona de captación, y también es determinante para la forma de instalarse y sus características de detección.

Cabeza del sensor inductivo

De manera general los sensores inductivos de oscilación de alta frecuencia se clasifican en 2 tipos, tipo blindado y tipo no blindado.

En el tipo blindado, su cabeza va incrusta en el metal, presenta una área activa que dirige su campo solo hacia al frente.

El tipo no blindado no tiene cubierta metálica, por lo que ofrece una “área activa de detección” mayor. 


 Tipos de sensor inductivo, blindado y no blindado

Es importante que en su instalación no se vean afectados por objetos metálicos circundantes.

O por sensores cercanos, ya que podría existir interferencia mutua entre 2 o más sensores.

 

Distancias mínima para sensores con instalación contigua

En la automatización industrial es necesario estudiar las instrucciones particulares del fabricante, para la eficacia del sensor.

Datos de ingeniería (valor de referencia)

Sin embargo hay dos factores determinantes y prioritarios en el rango de la detección. Son el tamaño del sensor y la detección aumentada.

El primero “a mayor tamaño mayor  bobina sensora”, obtenemos en consecuencia mayor potencia del campo electromagnético y mayor distancia de detección.

El segundo es producto de los avances en la tecnología electrónica, que se han incorporado. 

Centro Mexicano Francés del conalep en Gómez Palacio, Durango.

En la selección de sensores inductivos, hoy tenemos dos opciones con las mismas dimensiones, los dispositivos de distancia estándar y los de doble distancia de detección.

viernes, 13 de enero de 2023

Detección en el sensor inductivo

 En la detección en el sensor inductivo, se aplican el principio de la inducción electromagnética de Faraday y el fenómeno de las corrientes de Foucault. 

Detección en el sensor inductivo

El sensor inductivo de oscilación de alta frecuencia genera un campo magnético llamada “área activa de detección”.

Cuando una pieza metálica se acerca y se introduce en este campo magnético, por inducción en la pieza se genera una corriente llamada parásita o de Foulcault. 

Corriente de Foucault

Mientras más se introduce la pieza metálica al campo magnético del sensor, mayor son las corrientes parásitas, generando más carga para el circuito oscilador.

Efecto en la señal de oscilación del sensor inductivo

Como consecuencia la magnitud de la señal de oscilación decrece.


Cambio de estado  en el sensor inductivo

El circuito de detección percibe el cambio y manda la señal al circuito de conmutación para ordenar el cambio de salida.

El sensor inductivo solo detecta metales

Los sensores inductivos solo detectan objetos metálicos, no detectan objetos de plástico, papel o madera.

A diferencia de los sensores fotoeléctricos, los sensores inductivos pueden detectar objetos de metal a través de plástico opaco. 

Centro Mexicano Francés del conalep, en Gómez Palacio, Durango.

martes, 10 de enero de 2023

Sensor inductivo de oscilación de alta frecuencia

 El Sensor inductivo de oscilación de alta frecuencia, debe su clasificación a su principio de funcionamiento, ya que   utiliza un circuito oscilador para generar un campo magnético de alta frecuencia.

Sensor inductivo de oscilación de alta frecuencia

Son utilizados en la industrial para detectar sin contacto, y cuentan con un circuito principal “circuito oscilador”, que utiliza una bobina sensora para generar un campo magnético dirigido hacia el exterior.

Las piezas metálicas que ingresen en el campo magnético serán detectadas, por un circuito de detección.

Sensor inductivo está compuesto por microcircuitos

Un oscilador “es capaz de convertir la energía de corriente continua en energía de corriente alterna”, y la corriente alterna que circula por una bobina crea campo electromagnético.

La palabra oscilador hace referencia a oscilaciones (movimientos de vaivenes).

Las señales eléctricas que cambian de tensión y/o polaridad de forma periódica tienen alternancia, son oscilatorias y tienen una frecuencia. 

Oscilador

Parte del oscilador es una bobina sensora que tiene un núcleo semiabierto de ferrita, con él se dirige el campo para su área activa de detección.

Superficie activa del sensor inductivo

Se emplea la alta frecuencia con la finalidad de que la bobina sensora sea pequeña, ya que en bajas frecuencias la bobina sensora para obtener el mismo efecto tendría dimensiones grandes.

Centro Mexicano Francés de conalep, en Gómez Palacio, Durango.