Clasificación y Funcionamiento de Sensores de Proximidad y Encoders en Electrónica Industrial
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Clasificación y Principios de Sensores de Detección
Los sensores son componentes esenciales en cualquier sistema de automatización y control. A continuación, se detallan los tipos principales de sensores de proximidad y codificadores rotativos (encoders).
Sensores de Proximidad
Sensores de Proximidad Magnéticos (Reed Switches)
- Función: Detectan campos magnéticos creados por imanes o electroimanes.
- Construcción: Están formados por dos contactos encerrados en una cápsula hermética que los protege del polvo y demás agentes atmosféricos.
- Indicación: Si se desea, se puede acoplar un LED para indicar su estado operativo.
Sensores de Proximidad Inductivos
- Detección: Solo detectan materiales conductores de la electricidad, utilizándose principalmente para detectar objetos metálicos.
- Principio de Funcionamiento: La detección se realiza mediante un campo magnético creado por un núcleo de ferrita. Este campo se altera al ser atravesado por un material conductor, lo cual origina corrientes parásitas que el sensor mide.
Sensores de Proximidad Capacitivos
- Detección: Detectan objetos que alteran con su presencia la capacidad de un condensador interno.
- Versatilidad: Estos sensores localizan cualquier tipo de objeto, independientemente del material del que esté hecho.
Sensores Ópticos
Detectan objetos que interceptan un haz de luz (roja o infrarroja) emitido por un LED y recibido por un fotodiodo.
Tipos de Sensores Ópticos
- Sensor de Reflexión Directa:
- El emisor y el receptor están montados en el mismo cuerpo. El receptor se activa por la luz reflejada por el objeto. Estos sensores tienen dificultades para captar objetos oscuros o negros.
- Sensor de Barrera:
- El emisor y el receptor están separados y se colocan enfrentados. El objeto es detectado al pasar e interrumpir el haz. No funciona correctamente con objetos transparentes.
- Sensor de Retroreflexión:
- El emisor y el receptor están montados en el mismo cuerpo. El emisor envía un haz de luz que choca con un elemento reflectante específico y es captado por el receptor. Tampoco detectan objetos transparentes.
Encoders (Codificadores Rotativos)
Los encoders son dispositivos utilizados para medir la posición angular o la velocidad de rotación de un eje.
Encoders Incrementales
- Mecanismo: Están formados por un disco con franjas transparentes y opacas alternadas.
- Generación de Impulsos: Al girar el disco, el haz de luz atraviesa las franjas transparentes (las opacas bloquean la luz). El receptor, colocado al otro lado, recibe impulsos de luz.
- Salida: El receptor genera una serie de impulsos proporcionales a la velocidad de giro del disco. Estos impulsos se conectan a un contador que indica el ángulo girado o la distancia recorrida.
Encoders Absolutos
- Función Principal: Son los que permiten conocer la posición absoluta de un eje en todo momento, incluso después de un corte de energía.
- Diferencia con Incrementales: El disco cuenta con varias pistas concéntricas. El número de emisores/receptores es igual al número de pistas del disco.
- Salida y Resolución: Los impulsos de salida representan directamente el ángulo de giro del disco. Su resolución se define como $2^n$, donde $n$ es el número de pistas del disco. Uno de los códigos más utilizados en estos dispositivos es el código Gray.