¿Qué es un Sensor de Desplazamiento?
Los sensores de desplazamiento son dispositivos de detección que miden el grosor y la altura del propio objeto.
Existen sensores de contacto, que miden por contacto con una sonda, y sensores sin contacto que utilizan láser.
Usos de los Sensores de Desplazamiento
Los sensores de desplazamiento se utilizan mucho en la industria. En particular, los sensores de desplazamiento se utilizan para medir distancias en equipos de procesamiento y transporte, donde es necesario detectar la posición y la forma de la pieza de trabajo.
También son útiles en situaciones en las que se requiere información sobre el grosor del objeto que se va a medir, como en las inspecciones del aspecto de los productos. El grosor también se puede medir con calibres, pero los sensores de desplazamiento sin contacto se utilizan para productos con formas complejas o productos que son defectuosos al tocarlos.
Principio de los Sensores de Desplazamiento
Para medir la distancia de un determinado objeto a medir, se utilizan sensores láser de desplazamiento del tipo de reflexión directa o de reflexión positiva. En ambos casos, la luz de la fuente láser se refleja en la superficie del objeto a medir, y la distancia se determina detectando la luz reflejada en la parte receptora de luz.
El fotodetector tiene una determinada anchura de área y el fotodetector varía en función del ángulo de la luz reflejada. Cuando la parte receptora de luz cambia, se detecta la corriente eléctrica correspondiente, que se convierte en un valor de distancia basado en esta información.
Debido a su estructura, si la superficie del objeto a medir se encuentra en un ángulo agudo, la luz reflejada no vuelve a la zona fotosensible y no puede detectarse. La inclinación permitida depende del diseño del transductor de desplazamiento, teniendo los sensores de desplazamiento de reflexión difusa generalmente un ángulo de detección más amplio.
Tipos de Sensores de Desplazamiento
Existe una amplia gama de sensores de desplazamiento para diferentes aplicaciones. Los siguientes son ejemplos de los tipos de sensores de desplazamiento.
1. Sensores de Desplazamiento de Transformador Diferencial
El sensor más típico para detectar el desplazamiento lineal por electromagnetismo, que consta de una bobina primaria, dos bobinas secundarias y un núcleo de hierro entre estas bobinas; la bobina primaria actúa como excitador, la bobina secundaria como detector y el núcleo de hierro es móvil.
Cuando una corriente alterna de alta frecuencia circula por la bobina primaria, la inducción electromagnética induce una tensión en la bobina secundaria, provocando el movimiento del núcleo de hierro. El movimiento del núcleo de hierro genera una diferencia de tensión a partir de un estado de salida diferencial cero, lo que permite medir el desplazamiento.
La estructura se caracteriza por el hecho de que el valor medido rara vez salta. Por otra parte, como utiliza el campo magnético de la bobina, las características del campo magnético pueden no ser estables en función de la posición del núcleo de hierro en la bobina.
2. Escala Lineal
Las reglas lineales, también llamadas codificadores lineales, son sensores utilizados para medir posiciones y distancias lineales con gran precisión. Existen dos tipos: inductosyn y magnescale.
Las inductosyn constan de una báscula de bobina en forma de peine fija y un deslizador de bobina en forma de peine móvil. Cuando se aplica una corriente alterna a la bobina, se induce una tensión en la bobina del deslizador y el desplazamiento se mide a partir del cambio de fase.
Magnescale consta de una escala que utiliza cinta magnética u otros medios de grabación magnética y un sensor de detección. La posición se detecta mediante el movimiento del sensor de detección y se mide el desplazamiento.
3. Sincro
Los sincros son sensores para detectar el desplazamiento angular rotacional, que constan de dos ejes giratorios, un transmisor y un receptor. Cuando una corriente alterna fluye a través de la bobina primaria enrollada alrededor del eje en el lado del transmisor, la inducción electromagnética induce una tensión en la bobina secundaria en el lado del receptor.
El eje del receptor gira el mismo ángulo que el eje del transmisor y se mide el desplazamiento angular rotacional.
4. Resolver
Los resolvedores son sensores que detectan el ángulo de rotación por inducción electromagnética. Constan de una bobina de excitación, dos bobinas de detección y un núcleo de hierro. Todas estas bobinas funcionan en línea directa.
Cuando se aplica una tensión alterna a la bobina de excitación, se induce una tensión en la bobina de detección. La tensión de salida varía con el ángulo de rotación, y el desplazamiento angular rotacional se mide a partir de esta señal de salida.
Cómo seleccionar un Sensor de Desplazamiento
Al seleccionar un sensor de desplazamiento, compruebe primero si la aplicación es la detección de distancia o la detección de información de forma. Para la detección de distancia, seleccione un producto que pueda medir más que el ángulo de la superficie del objeto a medir de entre los disponibles en el rango de medición. Para la medición del grosor, compruebe el rango de detección.
A continuación, se comprueba la precisión de medición necesaria y se seleccionan las especificaciones de resolución, precisión de detección y linealidad. Todos estos factores afectan a la precisión de la medición y, en general, cuanto mayor es la precisión, más caro resulta.
Además de la precisión de la medición, también se comprueba el espacio de instalación. Si el espacio de instalación es reducido, se recomiendan sensores más pequeños.