Introducción
La detección de la presencia o ausencia de un objeto a distancia se denomina "detección de proximidad". Los sensores magnéticos tienen un lugar especial entre los miembros de la familia de sensores de proximidad.
Son conocidos por su rango de detección supremo en comparación con su hermano, sensores de proximidad inductivos.
Este blog tiene como objetivo discutir la descripción general de sensores de proximidad magnéticos/ conmutadores y cómo se pueden utilizar en aplicaciones de detección de proximidad.
¿Qué es un interruptor de proximidad magnético?
Los sensores / interruptores de proximidad magnéticos son sensores de detección de posición sin contacto. Detectan objetos utilizando la propiedad magnética de ellos. En otras palabras, los sensores de proximidad magnéticos están diseñados específicamente para trabajar con imanes.
Cuando se trata de detectar objetos magnéticos a través de materiales no magnetizables como plástico, madera o incluso aluminio, los sensores de proximidad magnéticos se vuelven extremadamente útiles.
No solo están disponibles en muchas variantes de tamaño / paquete, sino que también tienen una alta estabilidad mecánica en condiciones extremas de choque / vibración.
Principio de funcionamiento del interruptor de proximidad magnético
Existen varias tecnologías utilizadas en los sensores de proximidad magnéticos:
- Renuencia variable
- Los sensores de reluctancia variable se construyen utilizando un imán permanente y una bobina de captación enrollada alrededor de un ferromaimán. Estos sensores no necesitan una fuente de alimentación externa. Cuando un imán pasa por el sensor, se induce un voltaje en la bobina y emite la señal analógica. Hay variantes 'activas' de ellos que se alimentan y pueden proporcionar información de detección más precisa, como velocidad cero.
- Interruptores de lengüeta
- Los sensores magnéticos con interruptor de láminas consisten en una bombilla de vidrio sellada herméticamente. La bombilla de vidrio encierra dos 'lengüetas' que son magnéticas. Cuando se coloca un imán cerca del interruptor, las dos lengüetas entran en contacto entre sí, completando el circuito.
- efecto Hall
- Los sensores de efecto Hall utilizan el principio del mismo nombre para medir el campo magnético generado por un objeto magnético. Hay dos tipos de sensores Hall, digital y analógico. Los sensores digitales emiten una señal lógica ALTA o BAJA. Los sensores analógicos emiten un voltaje / corriente proporcional a la fuerza del campo magnético.
- GMR (efecto magneto-resistivo gigante) inductivo
- Los sensores GMR constan de un puente de Wheatstone circuito. Dos de las resistencias están especialmente diseñadas para tener internos que utilizan ferromagnético y no ferromagnético material. Esto hace que la resistencia de las resistencias cambie cuando se exponen a un campo magnético.
El circuito del puente de Wheatstone produce una señal de voltaje proporcional al campo magnético presente. Este voltaje pasa a través de una etapa de acondicionamiento de señal a un comparador.
El comparador compara la señal con los umbrales y cambia la etapa de salida para dar salida a la señal.
Diagrama de circuito del sensor de proximidad magnético
Los sensores magnéticos pueden ser muy útiles, no solo en tareas de automatización industrial, sino también en tareas de conmutación de propósito general, como encender / apagar un aparato alimentado por CA.
El siguiente circuito es una aplicación en la que se utiliza un interruptor de lengüeta magnético para controlar un relé. Al colocar un imán momentáneamente en el interruptor de lengüeta, el relé se enciende / apaga.
El circuito tiene tres bloques principales, el circuito de entrada, el circuito de retardo de tiempo y el flip flop. Acercar un imán al interruptor de lengüeta pone en cortocircuito el pin 2 del temporizador NE555 a tierra.
El NE555 está configurado en monoestable modo. En esta configuración, cuando se aplica un pulso de 0 V al pin 2, el pin 3 pasa a ALTO durante un cierto período de tiempo y pasa a BAJO (0 V). La constante de tiempo está definida por la red RC formada por R2 y C1.
La salida del NE555 está conectada al pin de reloj (pin 3) del CD4013 IC. Este es un circuito integrado flip-flop de tipo D y está configurado para estar en 'modo de alternancia'.
En el modo de alternancia, cada vez que se aplica un pulso al pin 3, la salida de IC2 cambia de ALTO a BAJO o de BAJO a ALTO.
El pin 1 de IC2 está conectado al transistor T1, que enciende / apaga el relé RL1. Dado que T1 es un transistor NPN, enciende el relé cuando IC2 proporciona un voltaje positivo.
El relé tiene un diodo de rueda libre D1 para evitar daños al transistor. Esto suprime el retroceso inductivo cuando el relé se apaga.
Cómo probar un interruptor de proximidad magnético
Para un interruptor de proximidad magnético simple como un interruptor de lengüeta, siga el circuito a continuación para probar el sensor.
Si el sensor funciona correctamente, colocar un imán junto al sensor encenderá el LED.
Si tiene un multímetro, configúrelo en examen de continuidad modo o modo diodo y conecte los dos cables a los dos cables del sensor. Acerque un imán al sensor y observe la lectura del multímetro.
El multímetro emitirá un pitido o mostrará un valor muy pequeño cercano a cero si el sensor está funcionando bien.
Para los sensores que tienen un indicador LED incorporado, el primer paso es encender el sensor usando una fuente de voltaje. El voltaje depende del modelo del sensor y puede ser de 5 V a 24 V CC.
Cuando el sensor esté encendido, coloque un imán delante del sensor. Si el LED del sensor se enciende, se puede determinar que el sensor no tiene fallas.
Cómo conectar un interruptor de proximidad magnético
Para un sensor de proximidad de 3 cables, hay dos configuraciones, NPN y PNP. El tipo PNP requiere un tipo hundimiento PLC mientras que los sensores de tipo NPN necesitan un tipo de abastecimiento SOCIEDAD ANÓNIMA. La siguiente figura de Real Pars indica el diagrama de cableado típico codificado por colores para ambos tipos de sensores.
Los sensores de proximidad de CC de 2 cables son relativamente más fáciles de cablear. Si el PLC es de tipo hundimiento, se debe seleccionar un sensor PNP de 2 hilos. Si el PLC es del tipo de fuente, el sensor debe ser del tipo de salida NPN.
Para un sensor PNP, conecte el cable marrón a + 24 V y el cable negro a la entrada del PLC.
Para un sensor de tipo NPN, conecte el cable marrón a la entrada del PLC y el cable negro al 0V (común).
Rango del sensor de proximidad magnético
En general, el alcance de los sensores de proximidad magnéticos depende de la fuerza del campo magnético. La distancia de detección típica para un sensor de proximidad magnético se encuentra dentro del rango de 0-80 mm y puede ser ligeramente mayor si el imán es muy potente.
Conclusión
Los sensores de proximidad magnéticos están disponibles en diferentes tecnologías.
En este artículo, pasamos por el simple interruptor de láminas hasta los sensores inductivos GMR más complejos y discutimos el principio funcional detrás de ellos, cómo probarlos y usarlos en aplicaciones del mundo real.
Asegúrese de investigar siempre las opciones antes de seleccionar un sensor en particular. Esto asegurará el rendimiento óptimo de su sistema.
