REDES Y COMUNICACIONESTRABAJO N 2INFORMESENSORES INDUCTIVOS Y CAPACITIVOS

Integrante:

PALACIOS SOTO, Jess Eduardo

Grupo: 00

Profesor: Jaime Rupay

2011 - I

Sensor inductivoLos sensores inductivos son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metlicos ferrosos. Son de gran utilizacin en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metlicos en un determinado contexto: deteccin de paso, de atasco, de codificacin y de conteo.

Elementos de un sensor inductivo bsico.1. Sensor de campo 2. Oscilador 3. Demodulador 4. Flip-flop 5. Salida

Conceptos tericosUna corriente (i) que circula a travs de un hilo conductor, genera un campo magntico que est asociado a ella.

Los sensores de proximidad inductivos contienen un devanado interno. Cuando una corriente circula por el mismo, un campo magntico es generado, que tiene la direccin de las flechas anaranjadas. Cuando un metal es acercado al campo magntico generado por el sensor de proximidad, ste es detectado.

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La bobina, o devanado, del sensor inductivo induce corrientes de Foucault en el material por detectar. Estas, a su vez, generan un campo magntico que se opone al de la bobina del sensor, causando una reduccin en la inductancia de la misma. Esta reduccin en la inductancia de la bobina interna del sensor, trae aparejado una disminucin en la impedancia de sta. La inductancia es un valor intrnseco de las bobinas o inductores, que depende del dimetro de las espiras y el nmero de ellas. En sistemas de corriente alterna, la reactancia inductiva se opone al cambio del sentido de la corriente y se calcula de la siguiente manera:

Donde:

Reactancia inductiva medida en ohms () Nmero Frecuencia del sistema medida en Hertz (Hz) Inductancia medida en Henrios (H) El oscilador podr generar nuevamente el campo magntico con su amplitud normal. Es en este momento en que el circuito detector nuevamente detecta este cambio de impedancia y enva una seal al amplificador de salida para que sea ste quien, nuevamente, restituya el estado de la salida del sensor.

Si el sensor tiene una configuracin Normal Abierta, este activar la salida cuando el metal a detectar ingrese en la zona de deteccin. Lo opuesto ocurre cuando el sensor tiene una configuracin "Normal Cerrada". Estos cambios de estado son evaluados por unidades externas tales como: PLCss, rels, PCs, etc. Constitucin fsica Estos son los bloques que habitualmente constituyen un sensor inductivo, aunque en algunos modelos el amplificador de salida puede estar implementado en otro dispositivo con carcasa independiente, para reducir el tamao del sensor. Estados de un sensor inductivo En funcin de la distancia entre el sensor y el objeto, el primero mantendr una seal de salida (ver figura inferior):

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1.- Objeto a detectar ausente:

amplitud de oscilacin al mximo, sobre el nivel de operacin; la salida se mantiene inactiva (OFF).

2.- Objeto a detectar acercndose a la zona de deteccin:

se producen corrientes de Foucault, por tanto hay una transferencia de energa; el circuito de deteccin detecta una disminucin de la amplitud, la cual cae por debajo del nivel de operacin; la salida es activada (ON).

3.- Objeto a detectar se retira de la zona de deteccin:

eliminacin de corrientes de Foucault; el circuito de deteccin detecta el incremento de la amplitud de oscilacin; como la salida alcanza el nivel de operacin, la misma se desactiva (OFF).

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Sensores blindados y no blindados SENSOR BLINDADO SENSOR NO BLINDADO

Los blindados tienen un agregado al ncleo y un blindaje metlico que limita el campo magntico al frente del sensor. Caractersticas:

Los no blindados no tienen blindaje extra, resultando en un rea de sensado mayor.

Caractersticas:

Enrasables. Especiales para posicionamiento. Distancias ms cortas de deteccin. Sensado limitado al frente del sensor.

No enrasables. Deteccin de presencia. Distancias ms grandes de deteccin.

Los sensores blindados, al tener todo el cuerpo roscado son ms resistentes a los golpes que los no blindados y adems permiten el enrasado si bien su zona de muestreo se limita al frontal del sensor.

HistresisSe denomina histresis a la diferencia entre la distancia de activacin y desactivacin. Cuando un objeto metlico se acerca al sensor inductivo, ste lo detecta a la "distancia de deteccin" o "distancia de sensado". Cuando el mismo objeto es alejado, el sensor no lo deja de detectar inmediatamente, sino cuando alcanza la "distancia de reset" o "distancia de restablecimiento", que es igual a la "distancia de deteccin" ms la histresis propia del sensor.

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Sensor capacitivoLos sensores capacitivos son un tipo de sensor elctrico. Los sensores capacitivos (KAS) reaccionan ante metales y no metales que al aproximarse a la superficie activa sobrepasan una determinada capacidad. La distancia de conexin respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto ms elevada sea su constante dielctrica.

FuncionamientoDesde el punto de vista puramente terico, se dice que el sensor est formado por un oscilador cuya capacidad la forman un electrodo interno (parte del propio sensor) y otro externo (constituido por una pieza conectada a masa). El electrodo externo puede estar realizado de dos modos diferentes; en algunas aplicaciones dicho electrodo es el propio objeto a sensar, previamente conectado a masa; entonces la capacidad en cuestin variar en funcin de la distancia que hay entre el sensor y el objeto. En cambio, en otras aplicaciones se coloca una masa fija y, entonces, el cuerpo a detectar utilizado como dielctrico se introduce entre la masa y la placa activa, modificando as las caractersticas del condensador equivalente.

AplicacionesEstos sensores se emplean para la identificacin de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de controles de nivel de carga de materiales slidos o lquidos. Tambin son utilizados para muchos dispositivos con pantalla tctil, como telfonos mviles, ya que el sensor percibe la pequea diferencia de potencial entre membranas de los dedos elctricamente polarizados de una persona adulta.

Deteccin de nivelEn esta aplicacin, cuando un objeto (lquidos, granulados, metales, aislantes, etc.) penetra en el campo elctrico que hay entre las placas sensor, vara el dielctrico, variando consecuentemente el valor de capacitancia.

Sensor de humedadEl principio de funcionamiento de esta aplicacin es similar a la anterior. En esta ocasin el dielctrico, por ejemplo el aire, cambia su permitividad con respecto a la humedad del ambiente.

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Deteccin de posicinEsta aplicacin es bsicamente un condensador variable, en el cual una de las placas es mvil, pudiendo de esta manera tener mayor o menor superficie efectiva entre las dos placas, variando tambin el valor de la capacitancia, y tambin puede ser usado en industrias qumicas. pero como sabemos este tipo de aplicacion no suele ser lo correcto

Ventajas e InconvenientesLas ventajas de este dispositivo son algunas ms que en el caso de los sensores inductivos. La primera ventaja es comn para ambos, detectan sin necesidad de contacto fsico, pero adems esto sensor lo realiza de cualquier objeto. Adems, debido a su funcionamiento tiene muy buena adaptacin a los entornos industriales, adecuado para la deteccin de materiales polvorientos o granulados. La duracin de este sensor es independiente del nmero de maniobras que realice y soporta bien las cadencias de funcionamiento elevados. Entre los inconvenientes se encuentra el alcance, dependiendo del dimetro del sensor, puede alcanzar hasta los 60mm, igual que la modalidad inductiva. Otro inconveniente es que depende de la masa a detectar, si quiero realizar una deteccin de cualquier tipo de objeto este sensor no nos sirve, puesto que depende de la constante elctrica. Esta desventaja viene encadenada con la puesta en servicio, antes de colocar el sensor lo tenemos que instalar; los detectores cuentan con un potencimetro de ajuste que permite ajustar la sensibilidad. Segn la aplicacin ser necesario adaptar el ajuste, por ejemplo para materiales de constante dielctrica dbil como el papel, cartn o vidrio, en caso de tener una fuerte tenemos que reducir la sensibilidad, con objetos del tipo metales o lquidos.

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