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7/21/2019 3.2.1 Sensores de Movimiento (desplazamiento) Lineal y Rotacional
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3.2.1 Sensores de movimiento
lineal y rotacional
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¿Para qué sirven los sensores de
movimiento lineales y
rotacionales?
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Los sensores de movimiento son componentes
amplia variedad que sirven para la medición ddesplazamiento de distintos objetos.
El problema de poder determinar la posición e
se encuentra un objeto en un momento determes uno de los estudio más importantes e intereen el campo de automatización.
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Actualmente no existe un método infalible y upara calcular la posición, por el contrario, exisserie de métodos basados en diversas técnicasintentan resolver el problema.
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Clasificación
ensores resistivos !"otenciómetros#
ensores inductivos $ L%&', (%&', (esolvers, incrores
ensores ma)néticos$ *a)netoresistivos, Efecto +all
ensores capacitivos
ensores ópticos $ Encoders
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Sensores resistivos Potenciómetros!
&ispositivo electromecánico que consta deuna resistencia de valor fijo sobre la que sedesplaza un contacto deslizante llamado
cursor y que la divide eléctricamente
&eterminan desplazamiento lineal o an)ular
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El elemento móvil es un n-cleo ferroma)néticodesplazamiento modifica el coeficiente deautoinducción de una bobina
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• La resistencia puede ser una pista recta o circular y el curso
pieza móvil que se desliza sobre ella.
Los potenciómetros circulares pueden ser de una vuelta o
multivuelta.
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Mecanismos de accionamiento
a) Correa y polea (Belt and pulley)
b) Cremallera y piñón (Rack and
pinion)
c) ornillo de avance (Leadscre!s)
d) ambor con cable (Cabled drum) e) Leva (Cam)
") #n$rana%e biselado (Bevel $ear)
$) #n$rana%e recto (&pur $ear)
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'enta%as '& esventa%as
'enta%as
#conómicos
Robustos y "iables
Buena sensibilidad
*+cil aplicación
es
&ensibilidad al ruido
R+pido enve%ecimien
-oca protección (pol
'oluminosos
i"/cil inte$ración
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Sensores inductivos " #$%&, '$%&,
'esolvers, Sincroresolvers
#$%& &ransductor %iferencial de $ariación #ineal!
'$%& &ransductor %iferencial de $ariación 'otatorio!
Miden desplazamientos lineales (pequeños desplazamiento) bas+ndose en el
e"ecto de inducción entre bobinas.
&e basa en el principio de "uncionamiento de cualquier trans"ormador.
0. #mbobinado primario
1. #mbobinado secundario
2. 34cleo
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&e induce una corriente alta en el primario $enerando un
campo ma$n,tico alrededor del n4cleo
#l campo ma$n,tico induce un volta%e alterno (C5) enel embobinado secundario.
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Los embobinados secundarios se encuentran en sentido
opuesto as/ el mismo campo ma$n,tico variable se
aplica a ambos embobinados del secundario as/ los
volta%es de salida tienen i$ual amplitud pero di"erente
si$no.
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'enta%as '& esventa%as
'enta%as
Resistencia al deterioro sobre
e6cursión
&ensibilidad del e%e
34cleo y bobinas separadasRapida respuesta din+mica
&alida absoluta
es
'ida mec+nic
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'esolvers, Sincroresolvers
&ensores analó$icos con resolución teóricamente in"inita
Mide desplazamiento an$ular.
&on de tipo absoluto.
#l "uncionamiento se base en la utilización de una bobina
sólida al e%e e6citada por una portadora y por dos boninas
"i%as situadas a su alrededor.
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Esquema
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'enta%as '& esventa%as
%entajas
/uena robustez.
0nmune a la 1umedad.
oporta altastemperaturas.
(esistente a lasvibraciones.
&esventajas
2osto elevado
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Sensores ma(néticos" )a(netoresistivos,
*fecto +all
El efecto ma)neto3resistivo data de 4567.
Los sensores ma)netorresistivos !*(# utilizan el efectoma)neto3resistivo, que se basa en la propiedad de unmaterial que cambia su resistividad por la presencia de uncampo ma)nético externo
Este efecto se usa principalmente para la mediciónan)ular y la velocidad rotacional
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"artes de un sensor *a)neto resistivo
Contiene
7n im+n permanente (0)
Carcaza del motor (1)
7n n4cleo de 8ierro dulce (2)
7n devanado que rodea al n4cleo (9)
Rueda de impulsos "erroma$n,tica (:)
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#l sensor est+ montado directamente "rente a una rueda de impulsos
"erroma$n,tica
#l "lu%o ma$n,tico a trav,s de la bobina depende de si delante del sens
se encuentra un 8ueco o un diente de la rueda de impulsos.
7n diente concentra el "lu%o de dispersión del im+n y se produce una
intensi"icación del "lu%o 4til a trav,s de la bobina.
7n 8ueco debilita el "lu%o ma$n,tico
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5plicaciones
'elocidad de una rueda para el 5B&
&istemas de control de motores
etectores de posición para la medición de la
posición de un c8asisMedición de posición de v+lvulas o de pedales.
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#"ecto ;all
#l e"ecto ;all relaciona la tensión entre dos puntos de un material
conductor o semiconductor con un campo ma$n,tico a trav,s de
un material.
#n ausencia de material el sensor de e"ecto ;all detecta un campo
ma$n,tico intenso.
Cuando el material se apro6ima al sensor el campo ma$n,tico se
debilita en el sensor debido a la curvatura de las l/neas de campo
a trav,s del material.
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5plicaciones
-osición o detector para componentes ma$n,ticos
#n la industria automotriz
&ensor de posición de ci$<eñal
Cierre de cinturón de se$uridad
Cierre de puertas
Reconocimiento de posición de pedal o asientos
Reconocimiento del momento de arranque del motor
=mpresoras l+ser
'entiladores de -C
Br4%ulas de sistemas de nave$ación
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Sensores capacitivos
Los sensores capacitivos son interruptores electrónicos que traba%an
sin contacto.
#stos sensores aprovec8an el e"ecto que tienen los materiales como el
papel vidrio pl+stico aceite a$ua as/ como de los metales de
aumentar la capacidad del sensor cuando se encuentran dentro del
campo el,ctrico $enerado.
Cuando un ob%eto se apro6ima a la super"icie del censor y este entra
en contacto con el campo electroest+tico de los electrodos cambia la
capacitancia en un circuito oscilador.
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*uncionamiento de un Censor Capacitivo.
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5plicaciones
Control y supervisión de llenado Control de nivel para solidos y liquidos
etección de rupturas en bobinas de papel pl+sticos etc.
etección de alturas de apilamiento
Control de "lu%o de l/quidos
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Sensores ópticos " *ncoders 8btienen una se9al di)ital a partir de un desplazamiento lineal o an)ular
:tilizan información óptica para medir fundamentalmente desplazamientos
an)ulares. (esolución depende del numero de marcas
e puede lle)ar a 4;;,;;; pulsos por vueltautos
Absolutos utilizan el disco codificado
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2ada vez que la luz atraviesa la marca se )eneran pulsos, llevando la cuentade estos pulsos es posible conocer la posición del eje.
in embar)o existe el problema de no diferenciar en que sentido esta )irandoel eje, con el peli)ro que supone no estar contando adecuadamente.
:na solución a este problema es contar con otra franja de marcas desplazadade la anterior de maneta que el tren de impulsos que con ella se )enere estedesplazada <;= eléctricos con respecto al )enerado por a la primera franja.
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¿Cules son sus aplicaciones usuales?
%espla-amiento lineal.
-otenciómetro
L'
#ncoder
#ddy Current
Ma$netoestrictivo
-uente de >8eatstone
7ltrasonidos
%espla-amiento n(ular
-otenciometro
L'
#ncoder
Ma$netoresistvo
#"ecto ;all
Comentarios finales
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Comentarios finales
#n la actualidad e6iste una $ran variedad de dispositivos qu
sirven para medir el movimiento o el desplazamiento dedi"erentes ob%etos de maneta lineal o rotatoria.
-ara saber con e6actitud que sensor se requiere para cada
situación en especi"ico es necesario que un especialista
determina las condiciones que imperan en le sitio de traba%oas/ como el traba%o a realizar para que de esta manera se evi
malas interpretaciones de las señales o malas mediciones.
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Conclusiones
La utilización de censores en procesos industriales y en la
vida domestica "acilitan las labores de los seres 8umanos y
proporcionan una mayor "iabilidad para optener resultados
óptimos y con"iables
#s necesario el estudio de los di"erentes m,todos que utilizan
los dispositivos que censan el movimiento lineal o rotacional
para poder 8acer "rente a los distinto retos de automatización
que e6isten en la industria los centros de servicio y el 8o$ar
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'eferencias
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