jueves, 29 de noviembre de 2018

Teoría básica de Sensores



Tipos de sensores
Fotoeléctricos
Fibra óptica
Proximidad
Láser

NPN v/s PNP
Transistor:
Un transistor es un interruptor de estado sólido, esto significa que esto es un interruptor sin partes en movimiento. Los transistores son comunes cuando se utiliza corriente directa para activar los sensores y permite que estos duren más tiempo. Hay dos tipos de transistores: NPN y PNP.

NPN
Este tipo de la salida une el estado de tierra ó 0 V a una carga. La carga está por lo general relacionada entre la salida del interruptor y el lado positivo del suministro de alimentación. Internamente, el transistor es configurado de modo que su emisor esté relacionado para dar buenos conocimientos.

PNP
Este tipo de la salida une el voltaje positivo a una carga. La carga está por lo general relacionada entre la salida del interruptor y el lado de tierra del suministro de alimentación. Internamente, el transistor es configurado de modo que su emisor esté relacionado con el voltaje positivo.

RELEVADOR v/s TRANSISTOR
RELEVADOR
•        Puede pasar AC y DC.
•         Puede pasar una corriente grande.
•         Responde lentamente.
•         Tiene una vida útil limitada, mecánica.

TRANSISTOR
•        Puede pasar solamente DC.
•        Puede pasar solamente una corriente pequeña.
•        Responde rápidamente.
•        Puede ser usado casi indefinidamente.

PRINCIPIOS DE OPERACIÓN
REFLECTIVO
•        La detección ocurre cuando el rayo es reflejado por el objeto y recibido por el sensor.

BARRERA
•        La detección ocurre cuando el objeto cruza el rayo entre el transmisor y receptor.
•        Los objetos opacos son detectables sin importar tamaño, forma, o color.

RETRO-REFLECTIVO
•        La detección ocurre cuando el objeto cruza el eje óptico entre la cabeza de sensor y el reflector.
•        Permite la instalación en espacios limitados.
•        Los objetos opacos son detectables sin importar tamaño, forma, o color.

Sensores Fotoeléctricos
DEFINICIÓN:
Un sensor fotoeléctrico emite una luz de rayo (visible o infrarrojo) a través de un transmisor. Un sensor fotoeléctrico de tipo reflectivo es usado para detectar el rayo reflejado por el objeto. El llamado tipo barrera es usado para medir el cambio de la cantidad de luz causada por el objeto que cruza el rayo.

CARACTERÍSTICAS:
•        Ideales para objetos grandes.
•        Bajo costo.
•        La detección de objetos de cualquier material.
•        Larga distancia de detección.
•        Alta velocidad de respuesta.

DISTANCIA DE DETECCIÓN:
BARRERA: La distancia máxima del transmisor al receptor que permite una detección estable.

REFLECTIVO:
 La distancia máxima al objetivo que nos permite recibir suficiente luz de vuelta como para permitir una detección estable.

HISTÉRESIS: Es la distancia entre que el sensor detecta al objetivo hasta el punto en el cual el sensor se reiníciala para la nueva detección.

FIBRA ÓPTICA
PRINCIPIO DE OPERACIÓN:
La fibra óptica consiste en el núcleo y el revestimiento que tienen diferente de índice refracción. El rayo  de luz viaja por el núcleo saltando a través de la pared del revestimiento, cuyo índice de refracción es inferior al del núcleo. El rayo, pasa por la fibra sin presentar pérdidas. Finalmente es dispersado en un ángulo de aproximadamente 60 grados y emitido al objeto.
CARACTERÍSTICAS:
•         Instalación versátil: Una fibra óptica flexible permite una instalación fácil en pequeños espacios, por ejemplo, entre máquinas.
•         Detección de objetos pequeños: La superficie que emite luz de la cabeza de sensor es sumamente compacto, lo que permite la detección estable de objetos pequeños.
•         Operación estable en ambiente extremo: La unidad de fibra óptica puede ser usada hasta en un ambiente extremo, ya que no fluyen corrientes eléctricas a través de ellas. Además, las fibras ópticas no son afectadas por el ruido eléctrico.
•         Resistente al calor: La unidad de fibra resistente al calor, lo que permite su operación incluso a altas temperaturas. 
Ejemplo FS-V21R:

CALIBRACIÓN DE 2 PUNTOS:
Ajuste de sensibilidad para un objetivo inmóvil.
•         Sin el objeto en el lugar, presione el botón SET.
•         Colocar el objetivo en el lugar. Presione el botón de SET otra vez.
NOTA: El valor que se pone es ajustado al punto medio de la diferencia en la intensidad recibida cuando el objeto está ausente y presente.

CALIBRACIÓN AUTOMÁTICA:
Para ajuste de sensibilidad de un objetivo móvil.
•         Pasar el objetivo por el eje óptico presionando el botón de SET (Mantener presionado 3 segundos.)
•         Confirmar que el indicador de calibración destella.
•         Liberar el botón SET.
NOTA: El valor que se pone es ajustado al punto medio de la diferencia entre los valores máximos y mínimos de la intensidad recibida.
CALIBRACIÓN MANUAL:
Ajuste de sensibilidad para un AJUSTE FINO.
•         Usando las flechas mover el valor verde hacia arriba o hacia abajo.

¿Cómo utilizar sensores de óptica de fibra?
Calibración de dos puntos
•         Coloque el sensor FU-10 en la mixtura que tiene el reflector a una distancia aproximada de  10 mm de la pieza de demostración. Alineé el cabezal del sensor hasta que el haz simule el punto en la etiqueta.
•         Afloje la tuerca para manejar el cabezal del sensor hacia arriba o hacia abajo para ajustar el haz de luz.  
•         Mueva el cabezal del sensor hasta que el haz puntual tenga un diámetro aproximado de 1mm.  Ajuste la tuerca.  
•         Coloque el sensor frente a la figura de  1.0 mm Fine spot.  Presione el botón de “Set” una vez en el amplificador FSV-21
•         Aleje el sensor del punto rojo y vuelva a presionar el botón de “set” una vez.

TÉRMINOS:
DARK ON:
BARRERA: El sensor activa una salida “ON” cuando el receptor NO ve la luz del transmisor. Con el objeto presente.
REFLECTIVO: El sensor activa una salida “ON” cuando el sensor  NO ve al objeto.
LIGHT ON:
BARRERA: El sensor activa una salida “ON” cuando el receptor SI ve la luz del transmisor. Sin el objeto presente.
REFLECTIVO: El sensor activa una salida “ON” cuando el sensor SI ve al objeto.
OFF DELAY:
Prolonga el tiempo de la señal por un cierto período de tiempo. Esto permite por ejemplo a un PLC más lento  recibir una entrada del sensor.
ON DELAY:
Retrasa el tiempo de una señal por un cierto período de tiempo. El sensor debe ver al objeto por cierto periodo de tiempo antes de enviar la señal. Este es usado para prevenir “chattering”.
TIEMPO DE RESPUESTA:
El período mínimo de tiempo requerido para un sensor para detectar la presencia del objeto y activar una señal de salida “ON”, o descubrir la ausencia del objeto y activar una señal de salida “OFF”.
LUZ AMBIENTAL:
La cantidad máxima de la luz ambiental que recibe un sensor para que éste funcione normalmente.


LÁSER ÓPTICO DIGITAL
DEFINICIÓN:
Sensor que se caracteriza por utilizar un diodo láser. Los diodos láser son mucho más poderosos que los diodos emisores de luz (LED por sus siglas en ingles). La cantidad de luz emitida es constante y existen varios modelos con lentes los cuales pueden enfocar un el haz de luz formando un punto muy pequeño.
Ideales para una alta precisión en largas distancias.  
CARACTERÍSTICAS:
•          Ideales para detectar objetos muy pequeños.
•          Un rango de hasta 1 m.
•         Detección a alta velocidad.
•         Amplio rango de detección y de haz e luz.
•         Muy poderoso y de alta resolución.

SENSORES DE PROXIMIDAD
DEFINICIÓN:
Un sensor de proximidad puede detectar objetivos metálicos que se acercan al sensor, sin el contacto físico con el objetivo. Los sensores de proximidad se clasifican en tres tipos según el principio de operación:
•          Oscilación de alta frecuencia, se basa en la inducción electromagnética.
•          Magnético, se basa en el uso de un imán.
•          Capacitivo, se basa en el cambio de capacitancia.
CARACTERÍSTICAS:
•          Detección sin contacto, eliminando el daño de la cabeza del sensor y del objetivo.
•          Detección estable hasta en ambientes peligrosos expuestos a agua, o aceite.
•          Velocidad de respuesta alta.
 Sensor compacto que permite que permite flexibilidad de instalación.
PRINCIPIO DE OPERACIÓN
Un campo magnético de alta frecuencia es generado por el núcleo L en el circuito. Cuando un objeto se acerca al campo magnético, una corriente de inducción o fluye en el objeto debido a la inducción electromagnética.
Cuando el objeto se acerca al sensor, el flujo de corriente de inducción aumenta, causando que la carga sobre el circuito aumente. La oscilación entonces se atenúa o aumenta. El sensor detecta este cambio de oscilación con la amplitud que detecta el circuito y activa una señal de salida de detección. 
SENSORES DE PROXIMIDAD
PROTEGIDO O RASANTE:
La cabeza del sensor se encuentra protegida en su totalidad.
Este tipo no es afectado por el metal circundante, y puede ser empotrado en una base metálica o fixtura.
DESPROTEGIDO O NO RASANTE:
La cabeza del sensor NO se encuentra protegida en su totalidad.
Este tipo proporciona una distancia de detección más larga.

Este tipo es fácilmente afectado por el metal circundante por lo tanto ningún objeto otro que el objetivo debe estar presente alrededor de la punta del sensor.

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