"TIPOS DE SENSORES INDUSTRIALES"

Los sensores se encargan de monitorear y detectar variables, como la presión y el caudal de un fluido, y enviar una retroalimentación. En los circuitos neumáticos es importante mantener bajo control estas variables por lo que se utilizan sensores como los flujos tatos, presostatos, detectores magnéticos, entre otros. En los procesos industriales los sensores equivalen a tus ojos, tu boca, tu nariz, tu lengua y estos sirven para proporcionar información al dispositivo de control que puede ser un microprocesador el cual va a hacer las funciones del cerebro.Áreas de aplicación de los sensores: Industria automotriz, robótica, industria aeroespacial, medicina, industria de manufactura, etc. Los sensores pueden estar conectados a un computador para obtener ventajas como son el acceso a la toma de valores desde el sensor,una base de datos, etc.

Un sensor se diferencia de un transductor en que el sensor está siempre en contacto con la magnitud que la condiciona o variable de instrumentación con lo que puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura. Un sensor también puede decirse que es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.

Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital, un computador y un visualizador) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano.

Por lo general, la señal de salida de estos sensores no es apta para su lectura directa y a veces tampoco para su procesado, por lo que se usa un circuito de acondicionamiento, por ejemplo un puente de Wheatstone, amplificadores y filtros electrónicos que adaptan la señal a los niveles apropiados para el resto de los circuitos.

Resolución y precisión

La resolución de un sensor es el menor cambio en la magnitud de entrada que se aprecia en la magnitud de salida. Sin embargo, la precisión es el máximo error esperado en la medida.

La resolución puede ser de menor valor que la precisión. Por ejemplo, si al medir una distancia la resolución es de 0,01 mm, pero la precisión es de 1 mm, entonces pueden apreciarse variaciones en la distancia medida de 0,01 mm, pero no puede asegurarse que haya un error de medición menor a 1 mm. En la mayoría de los casos este exceso de resolución conlleva a un exceso innecesario en el coste del sistema. No obstante, en estos sistemas, si el error en la medida sigue una distribución normal o similar, lo cual es frecuente en errores accidentales, es decir, no sistemáticos, la repetitividad podría ser de un valor inferior a la precisión.

Sin embargo, la precisión no puede ser de un valor inferior a la resolución, pues no puede asegurarse que el error en la medida sea menor a la mínima variación en la magnitud de entrada que puede observarse en la magnitud de salida.En términos simples, los sensores de automatización industrial son dispositivos de entrada que proporcionan una salida (señal) con respecto a una cantidad física específica (entrada). En otras palabras, mide y convierte una cantidad física en una señal que puede ser leída por un operador o un instrumento

Un sensor - que también se conoce como entrada o Input - es un dispositivo que está capacitado para detectar acciones o estímulos externos y responder en consecuencia. Con los sensores podemos medir la temperatura, la presión atmosférica, el ritmo cardíaco o la geo localización.En términos simples, los sensores de automatización industrial son dispositivos de entrada que proporcionan una salida (señal) con respecto a una cantidad física específica (entrada). En otras palabras, mide y convierte una cantidad física en una señal que puede ser leída por un operador o un instrumento.En los sistemas de automatización industrial, miden variables de proceso como la temperatura, la presión, el nivel, el flujo, el pH y la turbidez; variables eléctricas como el voltaje, la corriente y la frecuencia; variables mecánicas como la rotación, el número de ciclos, la posición, la dirección de desplazamiento, las presiones estáticas y dinámicas, la proximidad; y variables ambientales como la humedad, la vibración, la velocidad y la dirección del viento.

En la automatización industrial, los sensores juegan una parte vital para realizar los productos inteligibles y de manera automática. Estos permiten detectar, analizar, medir y procesar una variedad de transformaciones como la alteración de la posición, la longitud, la altura, el exterior y el movimiento que se produce en los centros de fabricación industrial.Los equipos terminales de datos (ETD) como sensores y actuadores forman el nivel de campo dentro dentro de la estructura de un sistema de automatización industrial. Los sensores de temperatura, óptica, presión, etc. y los actuadores tales como motores, válvulas, interruptores, etc. están conectados a un PLC a través de un bus de campo y la comunicación entre dispositivos de este nivel y su correspondiente PLC está basada normalmente en una conexión punto a punto. (point-to-point).

Funcionan de diversas maneras según la aplicación y pueden incluir campos electromagnéticos u ópticos, entre otros. Muchas de las aplicaciones en una amplia variedad de industrias utilizan sensores, detectores y transductores de muchos tipos para probar, medir y controlar diversos procesos y funciones de las máquinas.

Los sensores reaccionan a los cambios de las condiciones físicas alterando sus propiedades eléctricas. Por lo tanto, la mayoría de los sensores industriales dependen de sistemas electrónicos para capturar, analizar y transmitir información sobre el medio ambiente.

Estos sistemas electrónicos se basan en los mismos principios que los circuitos eléctricos para funcionar, por lo que la capacidad de controlar el flujo de energía eléctrica es muy importante.

En pocas palabras, un sensor convierte los estímulos como el calor, la luz, el sonido y el movimiento en señales eléctricas. Estas señales se pasan a través de una interfaz que las convierte en un código binario y lo pasa a una computadora para ser procesado.

Muchos sensores actúan como un interruptor, controlando el flujo de cargas eléctricas a través del circuito. Los interruptores son una parte importante de la electrónica ya que cambian el estado del circuito.

Los componentes de los sensores como los circuitos integrados (chips), transistores y diodos contienen material semiconductor y están incluidos en los circuitos de los sensores para que actúen como interruptores. Por ejemplo, un transistor funciona utilizando una pequeña corriente eléctrica en una parte del circuito para encender una gran corriente eléctrica en otra parte del circuito.

Desde hace ya muchas décadas, se han desarrollado instrumentos de detección para la industria de la manufactura, hoy en día los requerimientos de velocidad de detección, tamaño, particularidades especiales hacen necesario el desarrollo de nuevas soluciones a una industria que crece día a día. La reducción en tamaño y costos, crean nuevos retos y oportunidades para desarrollar productos innovadores que cumplan con el creciente requerimiento industrial. Los desarrollos de la electrónica hacen posible tener soluciones para todo tipo de requerimientos, como pudieran ser, altas velocidades de detección, que resistan altas temperaturas, que puedan detectar colores, que sean inmunes a campos magnéticos, etc., son algunos de los requerimientos a cubrir

CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN

Existen diferentes criterios para la selección de un sensor; sin embargo se recomienda usar la descripción de cada uno de los sensores por su principio de operación (detección), para su correcta selección, esto es, con un sensor tipo óptico se puede detectar un objeto metálico, sin embargo por definición de operación, los sensores inductivos fueron desarrollados para detectar objetos metálicos, por lo que se recomienda el uso de este tipo de sensores cuando se trata de detectar objetos metálicos.

Se emplean para detectar el final del recorrido o la posición límite de componentes mecánicos. Por ejemplo: saber cuando una puerta o una ventana que se abren automáticamente están ya completamente abiertas y por lo tanto el motor que las acciona debe parar.Los sensores VoltageWatch, ideales para situaciones en las que la calidad de energía es un problema, facilitan el seguimiento de los niveles de voltaje de alimentación. Identifican problemas de voltaje o sobre voltaje, y ayudan a proteger los motores y la electrónica de importancia crítica.Un ejemplo muy clásico serían unos alambres elásticos que cumplen una función similar a la de las antenas de los insectos, trasladando hasta el interruptor, para accionarlo, el desplazamiento mecánico que se produce por el choque o contacto.

SENSORES DE CAUDAL DE AIRE

Los sensores de caudal de aire contienen una estructura de película fina aislada térmicamente, que contiene elementos sensibles de temperatura y calor. La estructura de puente suministra una respuesta rápida al caudal de aire u otro gas que pase sobre el chip.

SENSORES DE CORRIENTE
Los sensores de corriente monitorizan corriente continua o alterna. Se incluyen sensores de corriente lineales ajustables, de balance nulo, digitales y lineales. Los sensores de corriente digitales pueden hacer sonar una alarma, arrancar un motor, abrir una válvula o desconectar una bomba. La señal lineal duplica la forma de la onda de la corriente captada, y puede ser utilizada como un elemento de respuesta para controlar un motor o regular la cantidad de trabajo que realiza una máquina.

·SENSORES DE HUMEDAD

Los sensores de humedad relativa/temperatura y humedad relativa están configurados con circuitos integrados que proporcionan una señal acondicionada. Estos sensores contienen un elemento sensible capacitivo en base de polímeros que interacciona con electrodos de platino

SENSORES DE ACELERACIÓN
Este tipo de sensores es muy importante, ya que la información de la aceleración sufrida por un objeto o parte de un robot es de vital importancia, ya que si se produce una aceleración en un objeto, este experimenta una fuerza que tiende ha hacer poner el objeto en movimiento

·SENSORES MAGNÉTICOS

Los sensores magnéticos se basan en la tecnología magnetoresisitiva SSEC. Ofrecen una alta sensibilidad. Entre las aplicaciones se incluyen brújulas, control remoto de vehículos, detección de vehículos, realidad virtual, sensores de posición, sistemas de seguridad e instrumentación médica.

SENSORES DE VELOCIDAD

Estos sensores pueden detectar la velocidad de un objeto tanto sea lineal como angular, pero la aplicación más conocida de este tipo de sensores es la medición de la velocidad angular de los motores que mueven las distintas partes del robot.

·SENSORES DE DESLIZAMIENTO

Este tipo de sensores se utiliza para indicar al robot con que fuerza ha de coger un objeto para que este no se rompa al aplicarle una fuerza excesiva, o por el contrario que no se caiga de las pinzas del robot por no sujetarlo debidamente

SENSORES FOTOELÉCTRICOS

Los sensores fotoeléctricos son los dispositivos mas usados como elemento de control primario en la automatización de maquinas industriales. Por medio de diferentes tipos de luz detectan la presencia, ausencia, forma, color, contraste, brillo, distancia, etc. de objetos de cualquier tipo y cualquier característica. Pueden operar con diferentes tipos de voltajes AC/DC y cuentan con una amplia variedad de salidas desde una simple salida a transistor hasta buses de comunicación como I/O Link para la configuración remota y preparados para la nueva tecnología Industry 4.0

El sensor traduce la información que le llega del exterior en un impulso eléctrico, normalmente digital (pasa o no pasa corriente), que puede ser analizado y procesado por la unidad de control del sistema. Los sensores inteligentes no solo ayudan al usuario con el cumplimiento de normativas, también mejoran los procesos de producción a través de la identificación de anomalías en el sistema que podrían afectar la producción o la calidad de los productos y proporcionan notificaciones en tiempo real de estos problemas,La industria de manufactura ha adoptado paulatinamente las nuevas tecnologías relacionadas con la conectividad y la recopilación de datos, pero esto ha empezado a cambiar con la introducción de la industria 4.0. Las empresas tienen que prepararse para la digitalización de las fábricas y el uso del análisis de datos, la inteligencia artificial y el Internet de las cosas.

Un caso de esta transición son los sensores inteligentes, que pueden apoyar la optimización del rendimiento de la maquinaria de manufactura para convertirla en dispositivos inteligentes, capaces de conectarse a redes inteligentes a lo largo de toda la cadena de valor.

Los sensores inteligentes pueden mejorar las operaciones y aumentar la eficiencia de la producción, permitiendo a los fabricantes la oportunidad de mejorar sus operaciones, pero ¿cuáles son los beneficios que pueden aportar los sensores inteligentes a la industria de manufactura?

Operaciones respaldadas con datos

Los sensores inteligentes generan datos mediante la conexión de diferentes dispositivos y sistemas, lo que permite generar una conectividad perfecta en todas las instalaciones de una planta, lo que a su vez ofrece a los fabricantes:

Supervisar el rendimiento de los equipos y sistemas.
Agrupar todos los datos generados.
Crear indicadores, comparar y análisis de conjuntos de datos.

Prevención de fallas y protocolos de mantenimiento

Los sensores inteligentes permiten que los fabricantes reduzcan el Valor de Reposición de Activos (RAV) a través de la reducción del mantenimiento programado innecesario, costos de reemplazos de piezas y el tiempo potencial de inactividad. La tecnología inteligente facilita la transición del mantenimiento programado a mantenimiento predictivo, lo que se traduce en ahorros y aumento de la eficiencia general de la empresa.
Los datos pueden detectar patrones, lo que pronostica la necesidad de realizar mantenimiento a los equipos. Los sensores inteligentes pueden utilizar estos datos para enviar alertas a los usuarios para informarles acerca de problemas potenciales, de modo que puedan prevenirse antes de convertirse en puntos de fallas.

Registros de rendimiento y cumplimiento de normativas

Los fabricantes deben cumplir con reglamentaciones medioambientales, como las normas y reglamentaciones OSHA, ISO y Energy Star que acatan las plantas manufactureras. Por lo que muchos fabricantes deben generar informes para demostrar su cumplimiento. Estos informes pueden incluir datos y registros históricos, implicando en ocasiones mucho tiempo para cotejarlos de sistemas fragmentados o incluso inexactos.

La instalación de sensores inteligentes en equipos de manufactura puede mejorar la eficiencia y precisión de la información, ya que registran automáticamente datos como el consumo de energía, la temperatura, la humedad, las horas de funcionamiento, el mantenimiento y los resultados de las líneas de producción.

Supervisión del proceso de producción

Los sensores inteligentes no solo ayudan al usuario con el cumplimiento de normativas, también mejoran los procesos de producción a través de la identificación de anomalías en el sistema que podrían afectar la producción o la calidad de los productos y proporcionan notificaciones en tiempo real de estos problemas.

Los fabricantes pueden ser proactivos en lugar de reactivos a la hora de resolver problemas, evitando periodos de inactividad en la cadena de producción y consiguiendo ventajas competitivas, como mejorar los servicios, aumentar la disponibilidad y mejorar la satisfacción del cliente.

Capacidad de respuesta a las condiciones de mercado

Con el conocimiento de las demandas de los clientes, los fabricantes pueden ser más receptivos y ampliar sus empresas más fácilmente para garantiza que la productividad conduzca siempre a la rentabilidad.

En este sentido, los sensores inteligentes ofrecen la oportunidad de adoptar metodologías ágiles para realizar cambios en tiempo real a los procesos que pueden aumentar la producción y con base en los datos que generan pueden incrementar la transparencia de rendimiento a través de representaciones visuales del desempeño de las instalaciones.

Los sensores inteligentes y la digitalización de la manufactura permitirán que los negocios produzcan de una manera más transparente, eficiente y de mayor calidad. Los fabricantes tendrán mayor cumplimiento y serán más rentables como resultado de una mayor precisión en los procesos y operaciones en las instalaciones.

Muchos podrían asegurar que la tarea de seleccionar un sensor es relativamente sencilla, pero para muchos otros puede llegar a ser todo un dolor de cabeza, sobre todo si tomamos en cuenta la gran variedad de sensores que existen en el mercado y las múltiples maneras que existen de conectarlos.

A continuación se tratarán 3 aspectos principales que se deben considerar al seleccionar un sensor. Esto será de gran utilidad para la elección del sensor más apropiado para un proceso y garantizará la detección correcta, evitando dolores de cabeza y paros no programados:

Sensado (aplicación): ¿Estoy sensando un parámetro de proceso (por ejemplo, temperatura, presión, caudal), la presencia de un objeto, la distancia a un objetivo, o la posición de un mecanismo? Digamos, por poner un ejemplo, que se necesita un sensor para detectar la presencia de un objeto. Eso significa que estamos en busca de algún tipo de sensor de proximidad (a veces llamados "sensores de presencia" o "sensores de detección de objetos"). Hay varios tipos de tecnologías de sensores que pueden detectar la presencia (o ausencia) de un objeto: Inductivos, fotoeléctricos, capacitivos, magnéticos y sensores de ultrasonido. También es importante considerar que se necesitan contestar dos preguntas básicas que llevan a la correcta detección:

¿Qué voy a detectar (líquidos, sólidos, tipo de material, forma del objeto, etc.)? Es de gran importancia conocer el material del que esté constituido, ya que con base en esto será la tecnología de sensado a utilizar, aunque en ocasiones se puede tener más de una tecnología de sensado. Además de los materiales del que se encuentra conformado, se necesita considerar la forma del objeto y sus características físicas como rugosidad y brillo, para determinar la forma de detección. Un ejemplo de lo antes mencionado, es la detección de nivel en algún recipiente, en donde se pueden utilizar varios tipos de sensores ultrasónicos, sensores fotoeléctricos e incluso sensores capacitivos.

¿Cuál es la composición del material del objeto? ¿Es metálico ó no metálico? Digamos que el objeto es metálico. Los sensores inductivos, fotoeléctricos, capacitivos y sensores ultrasónicos son capaces de detectar objetos metálicos, por lo que aún quedan algunas preguntas más para poder seguir con la selección.

¿A qué distancia se requiere la detección?

Usted conoce estas respuestas, pues conoce su proceso y será más fácil la selección de la tecnología de sensado. Por ejemplo, si se está construyendo una pieza compacta de maquinaria automatizada, se buscaría mantener todos los elementos lo más cerca posible. Y si además se trata de un objeto metálico el que se quiere detectar, el sensor elegido sería un sensor de proximidad inductivo. Los sensores inductivos tienen distancias de detección cortas (típicamente 1 mm hasta aproximadamente 50 mm) en comparación con otras tecnologías de detección y cuentan además con las siguientes ventajas:

a) Detectan el metal ignorando todos los demás tipos de materiales como agua, aceite, polvo no metálico etc.

b) Son robustos.

c) Brindan excelente costo-beneficio.

¿Qué forma física se adapta mejor a mi aplicación?

Aquí algunas otras preguntas que ayudarán a la selección:

¿De qué manera influye el medio ambiente en la integridad del sensor? ¿El ambiente es propicio para el trabajo humano? Si la respuesta es sí, entonces un sensor estándar podría funcionar. Pero si el ambiente no es propicio para el trabajo humano, entonces la opción adecuada sería un sensor de especialidad.

Muchos sensores son dañados por una mala aplicación, es decir, se requiere un sensor con características especiales y el proceso tiene un sensor estándar. Ejemplificando lo anterior lo encontramos sobresaliente en áreas de soldadura, donde encontramos sensores dañados por esquirlas de soldadura, por altas temperaturas o golpes; estas son características especiales de esta área, las cuales se pueden cubrir con un sensor de especialidad más no con un sensor estándar.

¿Existen requisitos especiales de aplicación? Tales como altas temperaturas (más de 80 grados C), procesos de soldadura cercanos, o los procedimientos de lavado de alta presión. Un caso muy común en máquinas con herramentales: Sin previo aviso se salpica un poco de aceite y cae sobre el sensor. En este caso nada especial se requiere, sólo un índice de protección IP67, que impide la entrada de líquidos

Para poder controlar automáticamente un proceso de fabricación es necesario disponer de información sobre el estado del proceso. Esto se puede hacer midiendo diferentes magnitudes físicas que intervienen en el mismo. Pese a poder recibir diferentes nombres (detector, transductor, sonda), el sensor es el nombre más utilizado en control de autómatas para referirse al dispositivo que mide una magnitud física. En general estas magnitudes físicas no tienen por qué ser eléctricas, por lo que se utilizan transductores para convertir a señales eléctricas

Características de los sensores

A continuación, se presentan algunas características que definen el comportamiento de los sensores. En las siguientes definiciones, se utiliza la variable X para referirse al objeto físico que se quiere medir (por ejemplo, la temperatura a la que se encuentra una habitación), y la variable Y para referirse a la medida realizada por el sensor (la temperatura medida por el sensor térmico utilizado).

Según el régimen de funcionamiento del sensor distinguimos dos conjuntos de características: estáticas (cuando se tiene un régimen permanente en la variable a medir o ésta varía de forma lenta) y dinámicas (relativas a un régimen transitorio de la variable a medir).

interruptores de acción mecánica

Existen ciertos interruptores que se accionan mediante contacto físico y fuerza suficiente sobre cierta parte del mismo (normalmente una palanca). Su uso está muy extendido debido a su coste reducido, sin embargo, también limitado a ciertas aplicaciones debido a ciertas desventajas:

Una vida operativa más corta por el desgaste del rozamiento del sensor.
Un problema de rebote de la señal en conmutación.

Algunas de las aplicaciones de estos sensores son la de desconectar límites de carrera, controlar avance de elementos en máquinas herramienta, robots, etc. En particular, el sensor final de carrera se asocia en la industria a un sensor de contacto que detecta el final del desplazamiento de un objeto móvil en un proceso industrial. Estos sensores suelen ser muy robustos y suelen estar diseñados para trabajar en ambientes agresivos. Se pueden apreciar diversos tipo

Sensores de proximidad sin contacto

La detección (sin contacto) de la presencia de un objeto depende de diversos factores, como por ejemplo, el material del objeto a detectar o la distancia a la que debe ser colocado para ser detectado. De acuerdo con el principio físico en el que se basa su funcionamiento pueden ser optoelectrónicos (accionados por luz), inductivos (de acción magnética), capacitivos (de acción capacitiva) y ultrasónicos (de acción ultrasónica).

Pueden tener salida todo/nada normalmente abierta (NO) o normalmente cerrada (NC) y estar implementados con relés o transistores.

Sensores inductivos de proximidad

El sensor inductivo detecta la presencia de cualquier objeto de material conductor sin necesidad de contacto físico, y su funcionamiento se basa en la influencia sobre algunos metales y semiconductores del campo magnético generado por la bobina del sensor.

Además de la bobina, el sensor de proximidad inductivo se compone de un circuito oscilador LC del que forma parte, un rectificador (que proporciona tensión continua a partir de alterna), un comparador (que proporciona dos tensiones distintas en función de la presencia/ausencia del objeto, por ejemplo, un disparador Schmitt) y una etapa de salida (por ejemplo, tipo relé), tal y como se muestra a continuacion.

Cuando se hace pasar una corriente por una bobina, se genera un flujo magnético ϕ" role="presentation">ϕϕ que depende de la inductancia de la bobina, la cual a su vez depende de las características físicas (longitud, número de espiras, sección) y la permeabilidad del núcleo. La permeabilidad mide la capacidad de conducción del campo magnético de un material, y es igual al producto de permeabilidad en el vacío y permeabilidad relativa. Si a la bobina se le acerca un material ferromagnético (cuya permeabilidad relativa es muy superior a 1), las líneas de fuerza del flujo magnético variable cortan al material y hace que se induzcan corrientes de Foucalt. Dichas corrientes crean un campo magnético que se opone al de la bobina, y esto tiene un efecto de reducir la inductancia cambiando levemente la frecuencia de oscilación y reduciendo la amplitud de las oscilaciones. El circuito oscilador está pensado para tener máxima amplitud de oscilación sin presencia de objeto. Si hay presencia de objeto, se produce una disminución de amplitud de oscilación por transferencia de energía debido a la corriente de Foucalt. Si se detecta una disminución de amplitud por debajo de un nivel de operación, la salida se activa.

El fabricante especifica la distancia teórica máxima a la que el sensor detecta el objeto patrón (cuadrado de acero de tamaño específico dependiente de las propiedades del sensor). En general, la distancia de detección de este tipo de sensores es pequeña (1-50mm). La distancia a la cual el objeto es detectable depende de la permeabilidad del material, a menor permeabilidad menor distancia. Estos sensores funcionan peor si el material es paramagnético (permeabilidad magnética relativa superior a la unidad), e incluso puede que no se produzca la detección si el material es diamagnético (permeabilidad relativa inferior a la unidad).

Resumiendo, este tipo de sensores se pueden utilizar cuando se requiere detectar sin contacto la presencia de objetos metálicos ubicados en máquinas herramienta, robots o líneas de producción. El sensor se activa como un interruptor al detectar objeto, y genera una señal eléctrica (libre de rebote a diferencia de los interruptores mecánicos) que puede utilizarse en el proceso, por ejemplo para la conmutación de electroválvulas.

Cuando un objeto se aproxima al sensor y entra al campo electrostático de los electrodos, la capacidad del condensador se incrementa. La variación de la capacidad se detecta mediante un circuito oscilador del que forma parte. Debido a un aumento de capacidad, la amplificación del oscilador se incrementa haciendo al oscilador entrar en oscilación. Cuando la amplitud de oscilación supera un cierto nivel ante la presencia de un objeto, el estado del sensor cambia. Si el objeto se aleja, la amplitud del oscilador disminuye hasta conmutar al estado original (sin oscilación). El sensor también se compone de un circuito rectificador, un comparador y una etapa de salida (igual que el sensor inductivo), tal y como se muestra en la Fig

Este tipo de sensores detectan tanto materiales metálicos como no metálicos, como el papel, vidrio o tela. Los materiales cuyos valores de constante dieléctrica sean más altos serán más fáciles de detectar que aquellos con valores más bajos. Por ejemplo, el agua, que tiene una constante de 80, será fácilmente detectable, mientras que el sensor no será sensible al aire que tiene una constante de 1. En este sentido, los materiales con altas constantes dieléctricas pueden ser detectados a través de las paredes de envases cuya constante dieléctrica sea menor. Por lo tanto, se pueden utilizar para el control de llenado de recipientes, o control de fluidos a través de barreras. También son utilizados para muchos dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos móviles, ya que el sensor percibe la pequeña diferencia de potencial entre membranas de los dedos eléctricamente polarizados de una persona.

Como desventajas, es importante destacar que los sensores capacitivos tienen una distancia de detección corta (en torno a 1-30mm) que varía según el material que deba detectar, y al mismo tiempo son extremadamente sensibles a los factores ambientales.En cada sensor existe un emisor que genera un haz de luz (en el espectro visible o infrarrojo) y un receptor que puede recibir o no el haz de luz emitido, o recibirlo modificado, según la presencia del objeto. Estos sensores se pueden clasificar, atendiendo al método de detección utilizado y la disposición de los elementos emisor y receptor

bloquea el haz de luz generado por el emisor.

Fotocélulas de reflexión: el emisor y receptor comparten carcasa, y el haz de luz generado por el emisor se refleja hasta llegar al receptor. El haz de luz se puede reflejar en un espejo o en el propio objeto. Cuando existe reflexión en el espejo, el receptor identifica la presencia de un objeto si no se recibe el haz generado por el emisor y reflejado por el espejo. Dependiendo de la configuración del sensor, se puede utilizar para detectar objetos con diferente grado de transparencia. Para que se dé la reflexión en el objeto, este debe contar con unas características mínimas de reflectividad. Según la luz se refleja en el espejo en múltiples direcciones o en una única dirección, hablamos de sensores de reflexión difusa o definida.

El emisor normalmente manda una señal de luz modulada, es decir, la fuente de luz recibe impulsos de corriente que generan impulsos de luz. De esta manera se puede aplicar mayor potencia instantánea a la fuente de luz, y se facilita la amplificación de la señal alterna en el receptor, por lo que se logra un sensor de mayor alcance. Además, el emisor incluye una lente para conseguir luz colimada a su salida.

La fuente de luz suele ser un diodo de infrarrojos (de arseniuro de galio, GaAs) o luz visible mediante LEDs (Light Emitting Diode) de color rojo o verde.

El receptor suele incluir una lente a su entrada para concentrar el haz de luz emitido en un elemento fotosensible (como el fotodiodo, el fototransistor, o el fotodarlington), el cual ve modificado alguno de sus parámetros característicos con la incidencia de la luz. Además pude filtrar y amplificar la señal (en base a la frecuencia de pulsos generados en el emisor) para evitar la luz que no procede del emisor.

Estos sensores pueden tener la activación cuando hay luz o cuando no la reciben. El circuito del receptor activa o desactiva la salida según si la señal recibida supera un determinado umbral. Dada una distancia de trabajo y unas condiciones ideales, el margen con el cual la señal supera un cierto umbral se conoce como exceso de ganancia. Cuando el ambiente no es ideal, por ejemplo, ante la presencia de cierta suciedad, será más difícil detectar la señal, por lo tanto, el exceso de ganancia nos da una idea de la capacidad del sensor de superar pérdidas de señal.

Sensores ultrasónicos de proximidad

Estos sensores basan su funcionamiento en las señales sonoras de frecuencia superior al valor audible por el ser humano, 20KHz, los ultrasonidos (normalmente se limita a un rango de frecuencias de 20KHz-250KHz).

Constan de un elemento emisor y otro elemento receptor de ultrasonidos utilizando como medio de transmisión normalmente el aire (Fig. 2.10). La manera de realizar estos elementos es utilizando el efecto piezoeléctrico en materiales: la presión sobre el material hace que se produzca un movimiento de cargas por lo que aparece una diferencia de potencial entre las caras del material (el receptor se basa en la deformación producida por señales de presión del aire). Este efecto es reversible, por lo que si se aplica una diferencia de potencial aparece una deformación del material (el emisor produce señales de presión de aire de la misma frecuencia que la señal de voltaje aplicada).

Un tipo de sensores ultrasónicos son los sensores detectores de eco, que no solo detectan la presencia de un objeto si no que miden la distancia al mismo. Para ello el receptor y el emisor están situados en la misma carcasa. El emisor transmite un tren de impulsos que es reflejado en el objeto y el eco es detectado por el receptor. Un circuito electrónico mide el tiempo que se tarda en recibir el eco, y conocida la velocidad del sonido en el aire (aproximadamente 340m/s) se determina la distancia al objeto.

Mediante estos sensores se pueden detectar líquidos, sólidos, o materiales de distintas forma y colores que tengan unas mínimas características de reflexión de los ultrasonidos.

Por qué son importantes los sensores industriales

La ingeniería de los sensores es relevante para prácticamente todos los aspectos de la vida, incluyendo la seguridad, la vigilancia, el monitoreo y la información en general.

Por otra parte, los sensores son fundamentales para la medicina que se utiliza para el diagnóstico, los cuidados intensivos y la salud pública.

Así mismo, los sensores también son fundamentales para las aplicaciones industriales que se utilizan para el control de procesos.

En los sistemas de automatización industrial, miden variables de proceso como la temperatura, la presión, el nivel, el flujo, el pH y la turbidez; variables eléctricas como el voltaje, la corriente y la frecuencia; variables mecánicas como la rotación, el número de ciclos, la posición, la dirección de desplazamiento, las presiones estáticas y dinámicas, la proximidad; y variables ambientales como la humedad, la vibración, la velocidad y la dirección del viento.

Los sensores también desempeñan un papel fundamental en la predicción y prevención de numerosos procedimientos potenciales, por lo que satisfacen los requisitos de muchas aplicaciones de detección.

El sensor también desempeña un papel fundamental en la predicción y prevención de numerosos aspectos, satisfaciendo las necesidades de muchas aplicaciones de diagnóstico.

Cómo funcionan los sensores en la automatización industrial?

Estos sistemas electrónicos se basan en los mismos principios que los circuitos eléctricos para funcionar, por lo que la capacidad de controlar el flujo de energía eléctrica es muy importante.

En los procesos industriales los sensores equivalen a tus ojos, tu boca, tu nariz, tu lengua y estos sirven para proporcionar información al dispositivo de control que puede ser un microprocesador el cual va a hacer las funciones del cerebro. Se dice entonces que se va a controlar una acción pensando; esto quiere decir que vamos a juzgar y decidir y por ultimo vamos a Actuar, así como el ser humano que puede mover músculos y esqueleto, es aquí donde encaja el juego de lo que es el sensor. En un sistema, el sensor se realiza mediante la utilización de elementos tales como: un micro Switch, un limit Switch ó sensores que pueden ser del tipo óptico, de proximidad, de color ó de cualquier otro tipo de acuerdo a la necesidad de sensado, para controlar el sistema puede utilizar de un nivel básico de elementos tales como: relevadores , temporizadores, contadores o más sofisticados como serían un PLC, Microprocesadores Microcontroladores, así mismo se vale de elementos tales como: motores, solenoides, válvulas y lámpara.

A continuación veremos ¿que son los sensores?, pero antes haremos un análisis de que son los transductores: un transductor, no es más que un dispositivo el cual tiene la capacidad de convertir un tipo de energía en otro y se clasifican en :

Transductores de Entrada, de tipo eléctrico, cuya característica es la de convertir cualquier tipo de energía en energía eléctrica (Corriente y Voltaje), como ejemplo podemos citar un micrófono que convierte la energía acústica en impulsos eléctricos. Transductores de Salida, que convierten la energía eléctrica en cualquier tipo de energía como ejemplo: una bocina Sensores, son los dispositivos que son usados para detectar y en algunos procesos para medir la magnitud de algo, asocia la palabra sensor a detectar.

En la realidad, un sensor es un transductor el cual se utiliza para convertir variaciones del tipo mecánico, magnético, térmico, óptico ó químico en señales del tipo eléctrico. Las variaciones de tipo mecánico corresponden a un movimiento que se detecta mediante un sensor y se envìa una información eléctrica, o bien cuando se genera un campo de origen magnético y este se ve afectado por la presencia de un elemento metálico, también cuando se detectan cambios de temperatura , o cambios en la intensidad luminosa (cambios ópticos), inclusive en campos experimentales agrícolas donde se detectan: la acides, la salinidad y en los laboratorios el pH de sustancias. Todos estos elementos no podemos utilizarlos de manera directa en un controlador sino que tenemos que convertir esas variaciones a señales del tipo eléctrico. Los sensores en la industria son categorizados de acuerdo a la magnitud que miden, pero también al rol que juegan en el moderno proceso de control de manufactura .

Existe una gran variedad de sensores que pueden ser utilizados en la industria para diferentes aplicaciones, algunos para la prevención de accidentes, otros para llevar un control de producción o calidad, sensores que resultan ser benéficos para la medición de diferentes objetos o superficies sin la necesidad de mantener un contacto. Es así como los sensores llevan un papel muy importante en el registro continuo de datos cuantificables para las diferentes aplicaciones en los sectores industriales.

En este blog daremos a conocer información y equipos para los siguientes aspectos que son importantes en un área de producción, de los cuales, lo presentamos de la siguiente manera:

Seguridad
Control de producción / Calidad
Medición sin contacto

Se ha desarrollado una aplicación con Connectavo que utiliza los sensores para obtener los niveles de llenado de los depósitos de un número de máquinas de llenado en uso a través de diversas plantas de producción y gestiona estos niveles de forma centralizada.Como resultado, la logística de reposición se simplifica como resultado y se evitan los tiempos de parada por falta de materiales. Además, si el nivel de llenado cae por debajo del nivel crítico, se envía un mensaje al teléfono móvil de la persona responsable de su reposición.Se ha implementado una aplicación diferente junto con SAP. En esta aplicación se utiliza un sensor para la verificación de las unidades de luz para los compresores móviles y la información de este sensor se suministra a la nube a un sistema MES que organiza el flujo de material para el montaje completo de los compresores.

Con mayor frecuencia, sin embargo, la detección de temperatura es parte de un sistema preventivo de seguridad. Por ejemplo, aunque un equipo no puede realizar actividades de alta temperatura, el sistema en sí puede estar en riesgo de sobrecalentamiento. Este riesgo surge de factores externos específicos, como un entorno operativo hostil o factores internos como el auto calentamiento de la electrónica. Al detectar cuándo ocurre un sobrecalentamiento, el sistema puede tomar medidas preventivas. En estos casos, el circuito de detección de temperatura debe ser confiable sobre el rango de temperatura de funcionamiento esperado para la aplicación.

Tipos de sensores de temperatura

La detección de temperatura es la base de todas las formas avanzadas de control de temperatura y compensación. El circuito de detección de temperatura monitorea la temperatura ambiente. Luego puede notificar al sistema la temperatura real o, si el circuito de detección es más inteligente, cuando ocurre un evento de control de temperatura. Cuando se excede un umbral específico de alta temperatura, el sistema puede tomar medidas preventivas para bajar la temperatura. Un ejemplo de esto es encender un ventilador.

Termistor del coeficiente de temperatura negativo (NTC)

Un termistor es una resistencia térmicamente sensible que exhibe un cambio de resistencia grande, predecible y preciso correlacionado con las variaciones de temperatura. Un termistor NTC proporciona una resistencia muy alta a bajas temperaturas. A medida que la temperatura aumenta, la resistencia disminuye rápidamente. Debido a que un termistor NTC experimenta un cambio tan grande en la resistencia por ° C, los pequeños cambios de temperatura se reflejan muy rápido y con una alta precisión (de 0,05 a 1,5°C). Debido a su naturaleza exponencial, la salida de un termistor NTC requiere linealización. El rango operativo efectivo es de -50 a 250 ° C para termistores encapsulados en gas o 150 ° C para estándar

Un RTD, también conocido como termómetro de resistencia, mide la temperatura al correlacionar la resistencia del elemento RTD con la temperatura. Un RTD consiste en una película o, para mayor precisión, un cable envuelto alrededor de un núcleo de cerámica o vidrio. Los RTD más precisos se fabrican con platino, pero los RTD de menor costo se pueden fabricar con níquel o cobre. Sin embargo, el níquel y el cobre no son tan estables ni repetibles. Los RTD de platino ofrecen una salida bastante lineal que es altamente precisa (de 0,1 a 1 ° C) a través de -200 a 600 ° C. Si bien proporcionan la mayor precisión, los RTD también tienden a ser los sensores de temperatura más costosos.

Ventajas

Las ventajas que presentan los sensores industriales son muchas y muy amplias. Si llevamos a cabo un análisis de estos sensores, se puede determinar que existe, casi con total seguridad, un sensor para cada tipo concreto de magnitud física que pueda resultar de interés en la inmensa mayoría de aquellos procesos en los que se haya tenido que llevar a cabo la automatización. Así mismo, cabe destacar que, gracias a la inmensa cantidad de medios disponibles a la hora de detectar algún tipo de señal concreta, también cabe la posibilidad de que se dé más de una tipología de sensores para cada tipo de variable o magnitud en cuestión.

De hecho, una de las ventajas de los sensores industriales que más puede influir en cualquier tipo de sensor sería el entorno de las temperaturas en las que puede operar de forma satisfactoria y correcta. De esta forma, para algunos de estos sensores, este tipo de rasgos son más amplios y variados que para otros, lo que, de manera generalizada, permite que los sensores electromagnéticos sean los que logren una medición de temperaturas más elevadas y exactas. No obstante, siempre habrá que tener en cuenta que, independientemente del tipo de sensor en cuestión, todo sensor que mida la temperatura por contacto con el cuerpo a medir deberá hacerlo solo en aquellas temperaturas que se sitúen por debajo del punto de fusión.

Durante el desarrollo de los procesos industriales, los sensores son los equivalentes a los sentidos humanos, que son los encargados de identificar estímulos del entorno exterior y transmitirlos al cerebro, que equivaldría a la computadora que controla los procesos industriales en este tipo de entornos. De este modo, en un sistema automatizado, esto se lleva a cabo mediante switchs o sensores, que serían los encargados de captar la información del entorno y transmitirla a la computadora para que se tome la decisión correcta en cada caso.Cuando hablamos de automatización se está haciendo referencia al proceso productivo en el que no es necesaria la participación humana, ya que esta se limita a dar las instrucciones iniciales o, en caso de que sea necesario, modificarlas con otras nuevas. De esta forma, hablar de automatización es hacerlo de un concepto en el que se ejecuta una operación controlado de forma autónoma que estará constituida por cuatro acciones concretas llevadas a cabo por los sensores industriales y la computadora: observar, analizar, tomar una decisión y ejecutarla.

La comunicación totalmente interconectada garantiza procesos eficientes

Es difícil imaginar un tiempo sin un flujo de datos fiable y una comunicación transparente en relación con todos los procesos de producción. El objetivo principal de la comunicación industrial es conectar todas las secciones de una planta en un único sistema interconectado en red, desde el nivel de gestión hasta el nivel de campo. Después de todo, el uso de redes de datos de extremo a extremo de alto rendimiento incrementa la disponibilidad y la eficiencia de máquinas y plantas. Los sensores y los dispositivos de campo de Pepperl+Fuchs se pueden integrar de manera flexible y proporcionan una comunicación transparente y un aumento de la productividad.

Hoy, la comunicación de red industrial también permite que todas las unidades de negocio se integren, convirtiéndose en un componente central para la disponibilidad de los datos en el Internet de las Cosas industrial. Para activar la transmisión fiable y eficiente de grandes cantidades de datos en todos los niveles, Pepperl+Fuchs ofrece alto rendimiento, componentes inteligentes, incluida una completa gama de componentes del sistema AS-Interface, una gran selección de dispositivos Ethernet industriales, módulos de E/S Ethernet, diversos dispositivos IO-Link, maestros IO-Link e interfaces.

Los sensores pueden ser de varios tipos y diferentes estímulos, tales como: acústico, eléctrico, magnético, óptico, térmico, mecánico y, conforme avance la tecnología, tendremos otros tipos de sensores en el mercado. Los más comunes son los sensores de proximidad, acelerómetro, temperatura y humedad,La temperatura es la medida física más utilizada por los ingenieros y científicos en el mundo, y puede ser medida por una gran diversidad de sensores. Todos ellos toman la temperatura detectando algún cambio en una propiedad física. Los tipos de sensores para temperatura más utilizados son:

Termopares - son los más utilizados en los dispositivos de medición de temperatura. Al estar conectados en pares, son simples y eficientes que dan salida a un voltaje DC muy pequeño proporcional a la diferencia de temperaturas entre dos juntas en un circuito termoeléctrico cerrado.

RTD - Miden la temperatura mediante la correlación de la resistencia del elemento del RTD con la temperatura. La mayoría de los RTD consiste en un pedazo de alambre enrollado bien envuelto con un núcleo de cerámica o vidrio alrededor. Los RTD son inmunes al ruido eléctrico y adecuado para medir la temperatura en ambientes industriales, por ejemplo, alrededor de motores, generadores y equipos de alta tensión.

Termistores - Usan electrodos internos que detectan el calor y lo miden a través de impulsos eléctricos. Dicho de otras palabras un termistor es un resistor sensible a la temperatura. Existen dos tipos:

Termistores NTC - Un termistor NTC debe elegirse cuando es necesario un cambio continuo de la resistencia en una amplia gama de temperaturas. Ofrecen estabilidad mecánica, térmica y eléctrica, junto con un alto grado de sensibilidad.
Termistores PTC - deben elegirse cuando se requiere un cambio drástico en la resistencia a una temperatura específica o nivel de corriente.

Infrarrojo - Los sensores de temperatura infrarrojos o sondas de temperatura por infrarrojos, son sensores para medida de temperatura sin contacto. Esto permite realizar medidas de temperatura con alta precisión para rangos amplios de temperatura.

CÓMO FUNCIONAN LOS TIPOS DE SENSORES PARA DOMÓTICA?

Los sensores se encargan de captar la información del entorno o instalación domótica, pues tienen la capacidad de convertir un tipo de corriente eléctrica o tensión en una magnitud física y química. Esto se debe a que conjugan el trabajo de un sistema inteligente al analizar los diferentes estímulos en una vivienda, transformándolos en un impulso digital captado por un dispositivo en específico.

En ese sentido, estos generan una respuesta determinada dependiendo del tipo de sensor para domótica que utilices. Pero, sin duda, este trabajo va más allá del simple parámetro de encendido/apagado que tienen los interruptores regulares.

De esta forma, la industria de la domótica ha conseguido revolucionar una gran diversidad de sectores, que van desde la arquitectura, hasta el sector automotriz, el de climatización e, incluso, ayuda a preservar la seguridad en diferentes sitios.

TIPOS DE SENSORES PARA DOMÓTICA

Existen varios tipos de sensores para domótica que detectan y emiten distintas señales en la vivienda. Estos funcionan con contacto directo, sin contacto, pudiendo ser iónicos, ópticos, mecánicos o eléctricos. Asimismo, la mayoría de dichas señales se transmiten a tu móvil o dispositivo de tu elección, de tal manera que puede alertarte de existir alguna situación fuera de lo normal.

Si quieres descubrir cuáles son los tipos de sensores para domótica más conocidos, junto con sus usos y aplicaciones, te recomendamos que sigas leyendo:

✓ Sensor de climatización

Por medio de este tipo de sensor para domótica se controla la temperatura en los diferentes ambientes dentro del domicilio, en concreto, el dispositivo capta los grados externos, regulando el sistema operativo interno.

Los sensores de climatización tienen la tarea de habilitar el funcionamiento inteligente de los diferentes aparatos que condicionen la temperatura en la vivienda, como: el aire acondicionado, la calefacción o hasta la apertura y cierre de las persianas según el clima externo.

✓ Sensor detector de humo

Dentro de cualquier hogar ocurren imprevistos indeseados, los cuales suelen dejar daños irreparables. Pero existe un tipo de sensor para domótica destinado a evitar esta clase de accidentes: el detector de humos es capaz de identificar la acumulación anormal de este agente en los diferentes espacios, proporcionando una mayor seguridad a quien disponga de uno en su domicilio.

✓ Sensor de Seguridad

Una de las mayores ventajas dentro de la domótica se encuentra en el desarrollo de un sistema inteligente de seguridad en las viviendas. Este tipo de sensores para domótica captan el movimiento de las personas y, normalmente, estos vienen integrados con un set de cámaras que monitorean los accesos a las instalaciones.

✓ Sensor de gas

Un sensor de detección de gas sirve para alertar, con la ayuda de un sistema de alarma técnico inteligente, de las posibles fugas de gas ocasionadas por los distintos aparatos del hogar que lo utilicen. La captación de este tipo de sensor domótico trabaja de forma iónica u óptica.

También detecta la acumulación de otros gases, como es el caso del monóxido de carbono (CO2), el cual es altamente perjudicial para el bienestar de las personas.

✓ Sensor de humedad

La humedad es una de las principales causas del deterioro en el revestimiento de una vivienda, y en muchas ocasiones es invisible a los ojos. Por ello, la domótica ofrece una solución efectiva con la que detectarás a tiempo este tipo de problemas, evitando que se produzcan daños irreversibles en las zonas afectadas.

✓ Sensor de inundaciones

¿Has sufrido alguna inundación en tu casa? De haber respondido de forma afirmativa a esta pregunta ya eres consciente del daño que puede provocar el agua a una vivienda, y si has respondido que no, ten por seguro que desearás no arriesgarte y conseguir este tipo de sensores para domótica para vivir con mayor tranquilidad. Con este tipo sensor lograrás saber rápidamente si tu casa se está inundando, y evitar daños mayores.

¿Qué hacen los sensores?

La forma más fácil de explicar qué es un sensor es mirar lo que hace un sensor.

Un sensor es un dispositivo que detecta el cambio en el entorno y responde a alguna salida en el otro sistema. Un sensor convierte un fenómeno físico en un voltaje analógico medible (o, a veces, una señal digital) convertido en una pantalla legible para humanos o transmitida para lectura o procesamiento adicional.

Uno de los sensores más conocidos es el micrófono, que convierte la energía del sonido en una señal eléctrica que puede amplificarse, transmitirse, grabarse y reproducirse.

Los sensores se usan en nuestra vida cotidiana. Por ejemplo, el termómetro de mercurio común es un tipo de sensor muy antiguo utilizado para medir la temperatura. Usando mercurio coloreado en un tubo cerrado, se basa en el hecho de que este producto químico tiene una reacción constante y lineal a los cambios de temperatura.

Al marcar el tubo con valores de temperatura, podemos mirar el termómetro y ver cuál es la temperatura. La precisión es algo limitada debido al tamaño visual de las marcas de escala, pero es suficiente para el propósito previsto.Por supuesto, no hay salida (aparte de la visual). Este tipo de termómetro, si bien es útil en el horno o fuera de la ventana de la cocina, no es particularmente útil para las aplicaciones de adquisición de datos porque, para registrar sus valores, debemos tener una salida que pueda digitalizarse. Por lo tanto, los sensores de temperatura se han inventado para medir la temperatura y otros fenómenos físicos y para proporcionar una salida que podamos mostrar, almacenar y analizar.

Dependiendo del tipo de sensor, su salida eléctrica puede ser un voltaje, corriente, resistencia u otro atributo eléctrico que varía con el tiempo. Algunos sensores están disponibles con salidas digitales, por lo que generan una serie de bytes de datos escalados o no escalados. La salida de estos sensores analógicos generalmente está conectada a la entrada de un acondicionador de señal, que discutiremos en la siguiente sección.

Millones de estos sensores funcionan todos los días en todo tipo de aplicaciones, desde la temperatura del motor que se muestra en el tablero de instrumentos de nuestro automóvil, hasta las temperaturas medidas en la fabricación de productos farmacéuticos. Prácticamente todas las industrias utilizan la medición de temperatura de alguna manera.

¿Qué voy a detectar (líquidos, sólidos, tipo de material, forma del objeto, etc.)? Es de gran importancia conocer el material del que esté constituido, ya que con base en esto será la tecnología de sensado a utilizar, aunque en ocasiones se puede tener más de una tecnología de sensado. Además de los materiales del que se encuentra conformado, se necesita considerar la forma del objeto y sus características físicas como rugosidad y brillo, para determinar la forma de detección. Un ejemplo de lo antes mencionado, es la detección de nivel en algún recipiente, en donde se pueden utilizar varios sensores ultrasónicos, sensores fotoeléctricos e incluso sensores capacitivo.En términos simples, los sensores de automatización industrial son dispositivos de entrada que proporcionan una salida (señal) con respecto a una cantidad física específica (entrada).

Se emplean para detectar el final del recorrido o la posición límite de componentes mecánicos. Por ejemplo: saber cuando una puerta o una ventana que se abren automáticamente están ya completamente abiertas y por lo tanto el motor que las acciona debe pararse. Los principales son los llamados fines de carrera (o finales de carrera). Se trata de un interruptor que consta de una pequeña pieza móvil y de una pieza fija que se llama NA, normalmente abierto, o NC, normalmente cerrado

La pieza NA está separada de la móvil y sólo hace contacto cuando el componente mecánico llega al final de su recorrido y acciona la pieza móvil haciendo que pase la corriente por el circuito de control.

La pieza NC hace contacto con la móvil y sólo se separa cuando el componente mecánico llega al final de su recorrido y acciona la pieza móvil impidiendo el paso de la corriente por el circuito de control. Según el tipo de fin de carrera, puede haber una pieza NA, una NC o ambas.

El sensor que utiliza el método de transformador diferencial contiene un serpentín interno, que genera un campo magnético al circular una corriente. Cuando se inserta un núcleo en éste, la impedancia cambia de acuerdo a la distancia de inserción del núcleo en el serpentín (bobina), lo que resulta en un cambio en el nivel de la señal. El sensor detecta este cambio de nivel de la señal y lo convierte en un rango de desplazamiento.

Ventaja

・La "posición absoluta" se puede obtener sobre la base del nivel de la señal, que cambia de acuerdo con la posición del cabezal.(No es necesario un ajuste del punto cero, no hay errores de recorrido)

Desventaja

・La precisión disminuye en el extremo del émbolo. Dado que el sistema está basado en una bobina, el campo magnético se aplica de manera uniforme alrededor del centro, pero no es consistente cerca del final.
・Se deben considerar las características de linealidad y de temperatura, ya que pueden alterar los resultados.

Al igual que los sensores de método de escala típicos, la Serie GT2 de KEYENCE incluye un transmisor, un receptor, y una escala dentro de la unidad. Sin embargo, sus hendiduras no son tan simples como las utilizadas por los sensores de método de escala típicos. La escala de la Serie GT2 utiliza marcas con patrones complejos y únicos. El sensor puede leer este patrón para identificar la posición del émbolo.。

(1) Cuando el émbolo se desplaza, la escala de valor absoluto se mueve en consecuencia.

(2) El sensor CMOS lee el patrón complejo en la escala a alta velocidad.

Detalles sobre los sensores para robots

Existe una amplia variedad de dispositivos diseñados para percibir la información externa de una magnitud física y transformarla en un valor electrónico que sea posible introducir al circuito de control, de modo que el robot sea capaz de cuantificarla y reaccionar en consecuencia.

Un sensor consta de algún elemento sensible a una magnitud física -como por ejemplo la intensidad o color de la luz, temperatura, presión, magnetismo, humedad- y debe ser capaz, por su propias características, o por medio de dispositivos intermedios, de transformar esa magnitud física en un cambio eléctrico que se pueda alimentar en un circuito que la utilice directamente, o sino en una etapa previa que la condicione (amplificando, filtrando, etc.), para que finalmente se la pueda utilizar para el control del robot.

los sensores de proximidad que se obtienen en la industria son resultado de la necesidad de contar con indicadores de posición en los que no existe contacto mecánico entre el actuador y el detector. Pueden ser de tipo lineal (detectores de desplazamiento) o de tipo conmutador (la conmutación entre dos estados indica una posición particular). Hay dos tipos de detectores de proximidad muy utilizados en la industria: inductivos y capacitivos. Los detectores de proximidad inductivos se basan en el fenómeno de amortiguamiento que se produce en un campo magnético a causa de las corrientes inducidas (corrientes de Foucault) en materiales situados en las cercanías. El material debe ser metálico. Los capacitivos funcionan detectando las variaciones de la capacidad parásita que se origina entre el detector propiamente dicho y el objeto cuya distancia se desea medir. Se emplean para medir distancias a objetos metálicos y no metálicos, como la madera, los líquidos y los materiales plásticos.