Sensores: Desplazamiento de contacto

Sensores: Desplazamiento de contacto 


Temas a revisar:

Definición Principal
Tipos Principales
Ventajas y Precauciones en su uso
Modelos y Marcas Comunes
Comparación de marcas comerciales
Ejemplos Aplicaciones

Dentro de la gama de sensores, también se pueden encontrar sensores de contacto, como su nombre lo indica, este es un sensor que mide la posición de un objeto haciendo contacto directamente con él.

Cuando la altura del embolo cambia, como se muestra en la figura, el sensor calcula internamente la cantidad de desplazamiento. Los sensores de desplazamiento de contacto se utilizan principalmente para la detección de altura, grosor o deformación de los objetos.

• Principio y tipos principales

Los sensores de desplazamiento de tipo de contacto se dividen generalmente en los siguientes dos grupos, en función del método de detección:

• Método de “transformador diferencial” >; Utilizando una bobina magnética
• Método de “escala” >; Utilizando una escala interna (regla)

Además, KEYENCE presume utilizar un tipo de tecnología mejorada:

• “Sistema Scale Shot” -> método en el que un sensor CMOS registra un patrón único sobre una escala de cristal de valor absoluto.

• Método de transformador diferencial

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 este, 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.

• Método (Conteo de Pulsos) de escala

El sensor que utiliza el método de escala usa el principio del llamado encoder donde se tiene una escala ya definida y de acuerdo al movimiento es el valor que va dando por el conteo de los pulsos que lleva. Dentro de este método se pueden encontrar 2 categorías:

• Conteo de pulsos magnéticos

El conteo de pulsos se realiza utilizando ambos polos, norte y sur, del campo magnético.

• Conteo de pulsos ópticos

El conteo de pulsos se realiza utilizando una fuente de luz y un elemento receptor de luz en las ranuras de la escala.

• Scale Shot (principio original de KEYENCE)

Ellos mencionan que utilizan LEDs HL de iluminación de alta intensidad, como fuente de luz, que transmiten la luz de manera fiable a través de la escala de valor absoluto. Se utiliza un CMOS de alta resolución para lograr una recepción de luz altamente sensible. El Procesador I calcula las señales de salida que permiten el reconocimiento constante de la posición. Todas estas características

(1) Cuando el embolo 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.

(3) La información de la posición del embolo se envía al amplificador.

• Ventajas y Precauciones en su uso

Método de transformador diferencial

Método conteo

Sistema Scale Shot

Las que son mencionadas por la marca

• Ejemplos Aplicaciones

Dentro de las aplicaciones que nos podemos encontrar con estos elementos, son las que van dirigidas a medición de espesor, alturas. Son para aplicaciones precisas precisas, pero se tiene que considera que el elemento se debe tocar directamente y dependerá el tipo de punta para no dañar o marcar el producto, etc.

De las que puede haber son: 

• Detección de alturas
• Medición de planificad
• Medición de espesor

• Comparación de marcas comerciales

De los modelos principales en el mercado existe la marcas como KEYENCE, NOVOTECHNIK, BURSTER y muchas mas, todas las marcas siguen los mismos principios con ciertos cambios que cada marca le agrega, pero las cuestiones generales a tomar en cuenta son: Tipo de salida analógica (Corriente o Voltaje), Resolución, Rango de medición, Tipos de montaje y conexión eléctrica (Longitud de cables, tipo de conector).

Un dato interesante y que puede ser de mucho uso si así se requiere es que en los modelos KEYENCE tienen adaptadores con protocolo de comunicación como PROFINET, PROFIBUS, ETHERNET IP, ETHERNET TCP/IP. Si se tienen varios sensores para la misma aplicación se pueden conectar en serie al mismo adaptador y tener todos los datos en el PLC vía algún protocolo de comunicación, así con esto evitamos tanto cableados y los posibles fallos de ruido.

Por experiencia en costo de elementos no se ahorra mucho, pero los beneficio se ve como lo mencione en la instalación eléctrica y programación.

Resumen

Selección:

En este punto de acuerdo a mi experiencia la selección básicamente es primero tener un requerimiento de que sea medir espesor con poco cambio detectable de menos de 1mm y que se pueda detectar haciendo contacto sobre la pieza y los espacios para el montaje son adecuados. Una vez definido eso se tendría que buscar la resolución del sensor, alcance de medición, tipo de salida analógica y dimensiones para el tema de soportes o que se tengan que colocar varios juntos.

Intenciones:

Las intenciones de esta presentación es mostrarle cuales son los sensores con esta tecnología y aplicaciones que existen actualmente en la industria así como sus precios aproximados. Las aplicaciones aquí presentadas son vistas directamente en la industria.