Tipos de Sensores Industriales: Funcionamiento y Aplicaciones

Definición de Sensores de Proximidad

Un sensor es cualquier dispositivo eléctrico, electromecánico, electrónico o neumático que reacciona de forma detectable ante un objeto situado en un entorno definido. El entorno de reacción define el campo de sensibilidad. Para que la reacción se produzca, solo se necesita proximidad física entre el objeto y el detector, sin que exista contacto mecánico entre ellos.

Sensores Capacitivos

Estos dispositivos señalan un cambio de estado basado en la variación del estímulo de un campo eléctrico. Detectan objetos metálicos o no metálicos midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de la constante dieléctrica del material, su masa, tamaño y distancia hasta la superficie sensible.

Aplicaciones y Características

• Uso común: Detección de materiales no metálicos (papel, plástico, madera, etc.).
• Funcionamiento: Actúan como un condensador con un alcance de hasta 40 mm.
• Funciones: Identificación de objetos, contadores, controles de carga y pantallas táctiles.
• Detección de nivel: Cuando un objeto penetra el campo eléctrico, varía el dieléctrico y, por ende, la capacitancia.
• Sensores de humedad: El dieléctrico cambia su permeabilidad según la humedad ambiental.
• Detección de posición: Utilizados en industrias químicas mediante condensadores variables.

Ventajas y Desventajas

• Ventajas: Detección sin contacto físico y excelente adaptación a entornos industriales.
• Desventajas: Alcance limitado (hasta 60 mm), dependencia de la masa y de la constante dieléctrica del objeto.

Sensores Inductivos

Se basan en el fenómeno de amortiguamiento producido en un campo magnético a causa de las corrientes inducidas (Foucault) en materiales metálicos situados en las cercanías.

• Principio de funcionamiento: Un oscilador aplica una señal a una bobina de núcleo abierto que genera un campo electromagnético. La presencia de un objeto metálico modifica dicho campo, alterando las magnitudes eléctricas de la bobina.
• Salida: El circuito reconoce el cambio de amplitud y genera una señal que conmuta la salida (ON/OFF).
• Aplicaciones: Detección de metales, medidas de tipo "todo o nada" y manejo de cargas tipo relé.

Sensores de Luz y Fotoeléctricos

Tipos de Sensores de Luz

• Resistencias LDR (Fotorresistencias): Varían su resistencia según la intensidad lumínica.
• Fotodiodos: Generan corriente eléctrica al incidir luz sobre ellos.
• Fototransistores: Más sensibles que el fotodiodo, utilizan la luz para llevar el transistor a conducción.
• Otros: Células fotoeléctricas, sensores CCD y CMOS.

Sensores Fotoeléctricos

El receptor suele ser un fototransistor o fotodiodo. El circuito de salida amplifica y adapta la señal para el sistema. Se clasifican en:

• Por barrera: Compuestos por emisor y receptor separados; se basan en la interrupción del haz de luz (alcance hasta 200 m).
• Reflexión sobre objetos: El objeto desvía la línea infrarroja.
• Reflexión sobre espejo: Utiliza un reflector catadióptico; el cableado se realiza solo de un lado.
• Reflexión difusa: El emisor lanza luz sobre el objeto, que produce una reflexión difusa.
• Reflexión definida: Los rayos reflejados siguen una trayectoria determinada, diferenciándose por el tipo de óptica utilizada.