3.2.1 Sensores de Movimiento (desplazamiento) Lineal y Rotacional

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



¿Para qué sirven los sensores de

movimiento lineales y

rotacionales?



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.



Actualmente no existe un método infalible y upara calcular la posición, por el contrario, exisserie de métodos basados en diversas técnicasintentan resolver el problema.



Clasificación

ensores resistivos !"otenciómetros#

ensores inductivos $ L%&', (%&', (esolvers, incrores

ensores ma)néticos$ *a)netoresistivos, Efecto +all

ensores capacitivos

ensores ópticos $ Encoders



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



El elemento móvil es un n-cleo ferroma)néticodesplazamiento modifica el coeficiente deautoinducción de una bobina



• 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.



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)



'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



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



&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.



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.




'enta%as

Resistencia al deterioro sobre

e6cursión

&ensibilidad del e%e

34cleo y bobinas separadasRapida respuesta din+mica

&alida absoluta

es

'ida mec+nic



'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.



Esquema




%entajas

/uena robustez.

0nmune a la 1umedad.

oporta altastemperaturas.

(esistente a lasvibraciones.

&esventajas

2osto elevado



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



"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 (:)



#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



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.



#"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.



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



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.



*uncionamiento de un Censor Capacitivo.



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



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



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.



¿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



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.



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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