Universidad de Oriente

Núcleo de Monagas

Departamento de Ingeniería de Sistemas

Cursos Especiales de Grado

Área: Automatización y Control de Procesos Industriales

 Sensores inductivos y Capacitivos

Prof : Edgar Goncalves

Equipo CAM

Integrantes:

Guevara A., Bernardo J. C.I.: 20.172.680.

Velásquez M., Yanires Y. C.I.: 19.008.895.

Maturín, Marzo de 2014

ÍNDICE

Introducción.......................................................................................................................................2

Marco Teórico....................................................................................................................................3

Los sensores inductivos..................................................................................................................3

Función...........................................................................................................................................4

Sensores Inductivos de Inductancia Mutua....................................................................................4

Proceso...........................................................................................................................................4

Los sensores capacitivos.................................................................................................................5

Principio de funcionamiento:.........................................................................................................5

Oscilador:.......................................................................................................................................5

Potenciómetro:..............................................................................................................................6

Aplicaciones:..................................................................................................................................6

Discusión............................................................................................................................................6

Conclusión..........................................................................................................................................8

Bibliografía.......................................................................................................................................10

INTRODUCCIÓN

Los sensores son elementos físicos que pertenecen a un tipo de dispositivo llamado transductor. Los transductores son elementos capaces de transformar una variable física a otra diferente. Los sensores captan las señales necesarias para conocer el estado del proceso y decidir su desarrollo futuro. Detectan posición, presión, temperatura, caudal, velocidad y aceleración entre otras variables.

Un sensor es un dispositivo que responde a propiedades de tipo eléctrico, mecánico, térmico, magnético, químico, etc.; generando una señal eléctrica que puede ser usada para medir.

MARCO TEÓRICO

Los sensores inductivos.

Son una clase especial de sensores que sirve para detectar materiales metálicos ferrosos. Son de gran utilización en la industria, tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de objetos metálicos en un determinado contexto: detección de paso, de atasco, de codificación y de conteo.

Función

Los sensores inductivos suelen ser utilizados para procesos industriales automatizados u otras aplicaciones donde el contacto físico o el acceso puede ser difícil. Los sensores inductivos podrían ser usados para ese tipo de aplicaciones como los semáforos y detectores de metales.

Sensores Inductivos de Inductancia Mutua.

Este tipo de sensores se basa en la variación de la inductancia mutua entre un primario y cada uno de los dos secundarios al desplazar el núcleo. La denominación LVDT viene de Linear Variable Differential Transformer.

Aunque este dispositivo cambia la impedancia mutua, la salida es una tensión alterna modulada, no un cambio de impedancia. Tiene como limitaciones que en el centro la inductancia mutua no se anula, por deficiencias en el proceso de construcción. Además existe la presencia de armónicos en la salida.

Sin embargo tiene las siguientes ventajas:

a. Resolución infinita.

b. Poca carga mecánica.

c. Bajo rozamiento: vida ilimitado y alta fiabilidad.

d.Ofrecen aislamiento eléctrico entre el primario y el secundario.

e. Aísla el sensor (vástago) del circuito eléctrico

f. Alta repetibilidad.

g. Alta linealidad.

h. Tiene alcances desde 100 micrometro hasta 25 centímetros.

Proceso

Los sensores inductivos contienen un circuito inductivo, o sistema de detección electromagnética. Las corrientes eléctricas en el sensor inductivo crean un campo magnético, o un campo de fuerza creado por un objeto magnético. El campo magnético colapsa, creando una corriente cuando se le agrega una entrada de electricidad. La presencia de metal, ya que el metal es un inductor comparativamente fuerte, aumenta el flujo de corriente dentro del circuito inductivo. Esto cambio en la corriente es detectado por el sistema de circuitos, que luego puede enviar una señal apropiada cuando siente un objeto metálico.

Los sensores capacitivos.

Funcionan de manera opuesta a los inductivos, a medida que el objetivo se acerca al sensor capacitivo las oscilaciones aumentan hasta llegar a un nivel limite lo que activa el circuito disparador que a su vez cambia el estado del switch.

Principio de funcionamiento:

Consta de una sonda situada en la parte posterior de la cara del sensor el cual es una placa condensadora. Al aplicar corriente al sensor, se genera un campo electrostático que reacciona a los cambios de la capacitancia causados por la presencia de un objeto. Cuando el objeto se encuentra fuera del campo electrostático, el oscilador permanece inactivo, pero cuando el objeto se aproxima, se desarrolla un acoplamiento capacitivo entre éste y la sonda capacitiva. Cuando la capacitancia alcanza un límite especificado, el oscilador se activa, lo cual dispara el circuito de encendido y apagado.

Oscilador:

 La amplitud de oscilación varía al acercarse un objeto.

C. Rectificador: 

La señal alterna recibida del oscilador es convertida por medio del circuito rectificador, de manera que la aproximación del objeto al sensor se traducirá en una variación de una señal de corriente continua.

Potenciómetro:

 La sensibilidad (distancia de detección) de la mayoría de los sensores capacitivos puede ajustarse por medio de un potenciómetro. De esta forma es posible eliminar la detección de ciertos medios (por ejemplo, es posible determinar el nivel de un liquido a través de la pared de vidrio de su recipiente.)

Circuito disparador:

 Este circuito (trigger) compara la señal que le proporciona el rectificador con una señal umbral que cambia ligeramente dependiendo del estado de activación, creando así la histéresis del sensor de proximidad.

Aplicaciones:

Detección de nivel de aceite, agua, PVC, colorantes, harina, azúcar, leche en polvo, posicionamiento de cintas transportadoras, detección de bobinas de papel, conteo de piezas metálicas y no metálicas, entre otros.

DISCUSIÓN.

Las principales aplicaciones de los sensores inductivos son la detección de piezas metálicas. Debido a su funcionamiento, en el que detectan los objetos sin contacto físico, permiten el contaje, analizar su posición y forma de objetos metálicos, se pueden emplear en la industria alimentaria, ya que no interfiere en los productos.

Este tipo de sensores son ampliamente usados en industrias, como las relacionadas con el automóvil, debido a que la mayoría de las piezas empleadas son metálicas.

Un poco hablando de los sensores capacitivos puede ser que estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de controles de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos. También son utilizados para muchos dispositivos con pantalla táctil, como teléfonos móviles o computadoras ya que el sensor percibe la pequeña diferencia de potencial entre membranas de los dedos eléctricamente polarizados de una persona adulta.

Las ventajas de este dispositivo son algunas más que en el caso de los sensores inductivos. La primera ventaja es común para ambos, detectan sin necesidad de contacto físico, pero con la posibilidad de detectar materiales distintos del metal. Además, debido a su funcionamiento tiene muy buena adaptación a los entornos industriales, adecuado para la detección de materiales polvorientos o granulados. La duración de este sensor es independiente del número de maniobras que realice y soporta bien las cadencias de funcionamiento elevadas. Entre los inconvenientes se encuentra el alcance, dependiendo del diámetro del sensor, puede alcanzar hasta los 60mm, igual que la modalidad inductiva.

Otro inconveniente es que depende de la masa a detectar, si se quiere realizar una detección de cualquier tipo de objeto este sensor no sirve, puesto que

depende de la constante eléctrica. Esta desventaja viene encadenada con la puesta en servicio, antes de colocar el sensor se debe de instalar; los detectores cuentan con un potenciómetro que permite ajustar la sensibilidad. Según la aplicación será necesario ajustar la sensibilidad para que se adapte al material, por ejemplo para materiales de constante dieléctrica débil como el papel, cartón o vidrio se tiene que aumentar la sensibilidad, y en caso de tener una constante dieléctrica fuerte hay que reducir la sensibilidad, por ejemplo con objetos metálicos o líquidos.

CONCLUSIÓN

Se puede concluir que existe una gran variedad de sensores y cuya utilización sólo depende de la magnitud que en la práctica se desea medir u observar. No quiero dejar de resaltar la importancia de los sensores en al ámbito industrial, ya que todas las empresas que se dedican a la fabricación o elaboración de diferentes productos tiene la necesidad de hacer uso e implementa resta tecnología en su s procesos, con el fin de adquirir algún tipo de detección y control de las variables en sus sistemas de producción.

BIBLIOGRAFÍA.

Samuel Mizrain Ramos Javier (2004) Sensor de presión [Documento en línea]. Disponible http://www.ehowenespanol.com/son-sensores-inductivos-hechos_257253/ [Consulta: 2014, Marzo 06]

Vargas Marlín (2007) Sensor Capacitores e Inductores [Documento en línea]. Disponible http://medicionesindustriales2007i.blogspot.com/2007/05/sensores-capacitivos-e-inductivos.html [Consulta: 2014, Marzo 06]

Zapata Luis (2009) Sensor Inductivos [Documento en línea]. Disponible http://mes-sigma.net/Cursos/images/Sensores%20Inductivos.pdf [Consulta: 2014, Marzo 06]