¿Qué es un Sensor de Contacto?
Un sensor de contacto es un instrumento de medición que mide la distancia hasta el objeto que se desea medir mediante el contacto directo con un detector específico.
La ventaja de los sensores de contacto es que son más precisos que los sensores sin contacto porque la distancia se mide poniendo el detector en contacto con el objeto que se va a medir. Sin embargo, tienen el inconveniente de que el detector debe colocarse contra el objeto que se va a medir, lo que puede causar pequeños daños. Además, suelen ser más baratos que los sensores sin contacto.
Usos de los Sensores de Contacto
Los sensores de contacto se utilizan mucho en aplicaciones industriales. Los siguientes son ejemplos de aplicaciones de los sensores de contacto.
- Medición del desplazamiento, por ejemplo, del grosor de productos y piezas de prueba
- Inspección de productos y control de posición de equipos de transporte y procesamiento
- Control del nivel de líquido en depósitos de almacenamiento de agua
- Envío de señales de retorno para abrir y cerrar válvulas y amortiguadores.
Los sensores de desplazamiento de contacto son el tipo más común de sensor de contacto. Los sensores de desplazamiento por contacto se utilizan principalmente para medir el espesor de productos y piezas de prueba. Además del desplazamiento, también pueden utilizarse para medir niveles de líquidos.
La mayoría de los sensores sin contacto miden distancias proyectando un láser o similar y recibiendo la luz reflejada. La ventaja de los sensores de contacto es que también pueden medir grandes superficies inclinadas en las que es imposible recibir la luz reflejada. Esta ventaja puede utilizarse para medir el perfil de la superficie de objetos con forma tridimensional que deben medirse.
También se utiliza para medir el desplazamiento real de la platina gruesa en la que está montado el objeto que se va a medir y se controla su movimiento, y para medir la excentricidad cuando la platina se mueve en una dirección. También puede utilizarse para el control de realimentación a partir de la medición y la comprensión de los errores para el ajuste.
Principio de los Sensores de Contacto
Los sensores de desplazamiento por contacto, típicos entre los sensores de contacto, se suministran generalmente con una sonda específica. La sonda tiene una construcción de husillo y se extiende y retrae mecánicamente de forma vertical. Cuando la sonda no está en contacto con nada, está extendida al máximo por la fuerza de un muelle.
Cuando la sonda entra en contacto con el objeto a medir, la sonda se contrae y se aplica una presión constante hacia el objeto por la fuerza del muelle. El desplazamiento del eje de la sonda en ese momento se detecta y se convierte en información de longitud. El rango que puede medirse está, por tanto, dentro del rango de dilatación y contracción de la sonda.
La sonda suele estar enrollada con una bobina, y la parte del eje, que se expande y contrae, actúa como núcleo de hierro. Dependiendo de la posición de este eje, cambia la impedancia en la bobina y cambia la salida. Dado que la impedancia se determina en función de la posición del eje, se puede detectar la posición absoluta.
Tipos de Sensores de Contacto
Existen muchos tipos diferentes de sensores de contacto en el mercado. Los siguientes son ejemplos de sensores de contacto.
1. Sensores de Desplazamiento de Transformador Diferencial (LVDT)
Este sensor convierte la cantidad de desplazamiento vertical generado al mover un contactor presionado contra el objeto a medir en una señal eléctrica y lee la forma del objeto que se está midiendo. Hay un núcleo de hierro sobre el contactor, que cambia la impedancia de la bobina en las proximidades debido al movimiento vertical del contactor y emite una señal eléctrica.
Debido a su estructura, se caracteriza porque los valores de medición rara vez saltan. Por otro lado, como se utiliza el campo magnético de la bobina, las características del campo magnético pueden no ser estables dependiendo de la posición del núcleo de hierro en la bobina.
2. Sensores de Desplazamiento de Tipo Escala
El tipo de escala es un sensor que mide digitalmente el desplazamiento del contactor. Existen tipos de recuento magnético y óptico.
Tipo Magnético
El tipo magnético mide la cantidad de desplazamiento detectando el movimiento vertical de una escala con polos S y N alternos con un elemento sensor magnético. El tipo de recuento óptico, por otro lado, proyecta luz sobre una escala con numerosas rendijas y mide la cantidad de desplazamiento contando la luz que pasa a través de las rendijas con un elemento receptor de luz.
Tipo de Recuento Óptico
El tipo de recuento óptico es un método de medición digital, lo que significa que está libre de ruido y puede medir con gran precisión. Sin embargo, el movimiento rápido del contactor puede hacer que el elemento sensor magnético o el elemento receptor de luz reaccionen incorrectamente, en cuyo caso el valor medido saltará.
3. Finales de Carrera y Microinterruptores
Los finales de carrera y los microinterruptores son sensores de contacto que emiten la posición de un objeto como señal de contacto. En la punta se acopla un perro llamado actuador, que es accionado por el contacto con un objeto para abrir y cerrar los contactos internos. De construcción sencilla y robusta, estos componentes se utilizan ampliamente en la industria.
4. Sensores de Nivel de Tipo Flotador
Estos sensores están equipados con un flotador, y el flotador se mueve hacia arriba y hacia abajo de acuerdo con el movimiento vertical del nivel de líquido para dar salida al nivel. Debido a su sencilla construcción y bajo coste, se utilizan en muchas situaciones para el control del nivel de líquido en tanques de almacenamiento. Sin embargo, como el flotador tiene que flotar en el depósito, no es adecuado para depósitos agitados.