Control de Procesos CODIGO: AE6010
LABORATORIO N° 05 “Reed Switch y Sensores Potenciométricos”
Castillo Huaman, Juan David INTEGRANTES:
Lupo Cjuno, Alexander Puma Gonzales Michael Leo A
GRUPO: SEMESTRE: FECHA DE ENTREGA:
COMENTARIO: PROFESOR :
VI
24
03
17
DIA
MES
AÑO
HORA:
EQ. N°:
4
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REED SWITCH Y SENSORES POTENCIOMETRICOS
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INDICE 1. 2. 2.1. 3. 3.1. 4. 5. 5.1. 5.2. 6. 7. 7.1. 7.2. 8. 9.
OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 2 RECURSOS ....................................................................................................................................... 2 EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS: ......................................................................... 2 INTRODUCCIÓN TEÓRICA .......................................................................................................... 2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO .......................................................................................... 2 ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO .............................................................................................. 4 PROCEDIMIENTO .......................................................................................................................... 5 DESARROLLO (A) ........................................................................................................................... 5 DESARROLLO (B) ......................................................................................................... .................. 6 TIEMPO DE EJECUCIÓN .............................................................................................................. 7 OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ...................................................................................... 8 OBSERVACIONES........................................................................................................................... 8 CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 8 ANEXOS ............................................................................................................................................. 9 VIDEO ................................................................................................................... ........................... 10
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1. OBJETIVOS
Identificar las principales características sensores binarios de proximidad tipo REED. Reconocer a los sensores binarios de proximidad como componentes de otros tipos de sensores. Identificar las principales características sensores de desplazamiento potenciometrico
2. RECURSOS
Reed Switch analógico Reed Switch Electrónico Sensor de desplazamiento potenciometrico RECTI- H25
2.1. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS:
Fuente de alimentación DC regulable. Multímetro digital. Mesas Móviles, mordazas, etc.
Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje que suministran a los equipos
Antes de utilizar los instrumentos cerciorarse si son de entrada o de salida, para no dañar los equipos
Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados
3. INTRODUCCIÓN TEÓRICA 3.1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO En la figura 1 se muestra la estructura interna de un interruptor laminar , también conocido como interruptor magnético o “reed switch”. El dispositivo tiene dos conductores metálicos con forma de junquillos de aleación Ni-Fe, aplanados en la parte de los contactos, tal como se muestra en la figura citada. Estos junquillos se encuentran dentro de un bulbo de vidrio herméticamente sellado y lleno de un gas inerte a presión, tal como el nitrogeno por ejemplo, que impide la oxidación de los contactos, asegurando así la durabilidad y confiabilidad del dispositivo hasta por treinta años.
Figura 1
Cuando se somete a este dispositivo a la influencia de un campo magnético, los junquillos metálicos se polarizan magnéticamente manifestando polos opuestos. Si el campo magnético es suficientemente intenso, entonces la atracción magnética entre los polos opuestos de ambos junquillos vence la resistencia mecánica de los mismos, produciendose una deformación plástica en cada uno de ellos hasta entrar en contacto galvánico uno con otro, lo que permitirá el flujo de una corriente eléctrica a través del dispositivo.
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Dado que la aleación Fe-Ni se caracteriza por tener baja reluctancia magnética, una vez que el campo magnético externo cesa, cesa también la magnetización de los junquillos y por ende, la fuerza que genera la deformación elástica de los mismos desaparace, recuperando estos su for ma original. A fin de incrementar el tiempo de vida del dispositivo, se somete a la parte de los junquillos que entra en contacto mutuo, a un tratamiento galvanoplástico de recubrimiento con oro o plata. También se aplica estos recubrimientos por métodos de difusión, especialmente en el caso del oro. La figura 2 muestra un par de interruptores laminares especialmete diseñados para montarse sobre pistones de sistemas neumáticos. Como se puede apreciar es un dispositivo algo más sofisticado, pues está acompañado de un circuito electrónico que incluye un diodo luminoso que sirve como indicador de la activación del dispositivo. Ver la figura 3.
Figura 2
Figura 4
Figura 5
Figura 3
Usualmente el elemento que acciona a un interruptor magnético o REED switch es un magneto de forma cilíndrica dispuesto paralelamente al switch, siendo también utilizados los magnetos de forma poliédrica, figura 4. Las figuras 5, 6, 7, 8 y 9 muestran diferentes montajes para los interruptores REED. La figura 9 es de especial interés dado que permite la operación de un REED en modo de contactos normalmente cerrados.
Figura 6
Otra opción para disponer de un interruptor magnético de contactos normalmente cerrados es utilizar dos magnetos de idénticas características, pero en posición de tal que sus campos se encuentren diametralmente invertidos. Si bien los interruptores REED se utilizan en montajes independientes, es común encontrarlos en otro tipo de instrumentos, como por ejemplo interruptores de nivel.
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4. ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO
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5. PROCEDIMIENTO 5.1. DESARROLLO (A) Conecte los dispositivos según el esquema previamente elaborado por los alumnos. Energicé los dispositivos solo con la aprobación del instructor. 1. Con ayuda de la mesa móvil u otro accesorio o dispositivo, mida la posición en la cual se acciona el interruptor laminar (reed switch). Trate de determinar la histéresis del dispositivo.
Tipo de Sensor Reed Switch Analógico Reed Wwitch Digital
Distancia Activación 7mm
Distancia desactivación 10 mm
36 mm 39 mm
43 mm 41 mm
Histéresis 3 mm 7 mm 2 mm
2. Grafique los diferentes tipos de configuraciones (reed switch). REED SWITCH ANALOGICO
REED SWITCH DIGITAL
BU: azul BK: negro BN: café (rojo)
3. ¿Para qué tipo de equipos es adecuado este tipo de interruptor de proximidad? ¿Por qué? REED SWITCH ANALOGICO
REED SWITCH DIGITAL
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REED SWITCH Y SENSORES POTENCIOMETRICOS SENSOR ELECTRONICO PARA BOBINAS Una forma de aplicar este se basa en colocar al reed switch en el interior de una bobina de cobre, la cual al verse energizada por una corriente eléctrica genera el campo magnético necesario.
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SENSOR MAGNÉTICO PARA PUERTA O VENTANA INALÁMBRICO
Este es el tipo de detector es muy común su uso y más sencillo que hay, pero a la vez efectivo. Se trata de un dispositivo de dos partes: Encapsulado con imán y Encapsulado con reed switch, de este lo contactos normalmente están eléctricamente Máxima tensión: 470 Vac aislados el uno del otro. Cuando un campo Máxima corriente: 1.5 A magnético de la magnitud adecuada se acerca, estos Máxima capacidad de conmutación: 10 W contactos se cierran. Existen reed switches NA, NC (Carga resistiva) y combinado (C, NA y NC). Este elemento viene en diferentes tipos de encapsulados que según la forma Distancia de conmutación: < 5 mm que tenga y los materiales con que esté construido, Material: metálico (nickel plateado) define el tipo de detector magnético: de aplicación Temperatura de trabajo: -20°C a 85°C Dimensiones: ROSCA 6 mm / LARGO : exterior, embebido, para portones o rejas, puertas blindadas, precableados, etc. 28 mm
4. ¿Cuáles son las ventajas de este dispositivo? Enumere al menos dos.
Presenta una sencilla presentación y de uso adaptable a diferentes sistemas de automatización. Las dimensiones son pequeñas y de fácil ubicación en diferentes circunstancias. Material resistente a diferentes golpes físicos
5.2. DESARROLLO (B) 1.- Con respecto al sensor potenciometricos recti H25 determinar Resistencia nominal: Tolerancia: Linealidad:
4.7 KΩ
± 1% 100 mm
5. Conecte y grafique la conexión del sensor potenciométrico de desplazamiento
En estas imágenes se puede apreciar como varia la resistencia respecto al desplazamiento del pistón, con un comportamiento directamente proporcional; debido al margen de error que presenta el multímetro, existe una pendiente que no concuerda con algunos datos medidos, esto se muesa en la gráfica siguiente.
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Realizar una tabla en donde se contemple distancia vs resistencia
Distancia de desplazamiento 0 mm
Datos medidos
Datos teóricos
0 KΩ
0 KΩ
10 mm
0.8 KΩ
0.47 KΩ
20 mm
1.35 KΩ
0.94 KΩ
30 mm
1.79 KΩ
1.41 KΩ
40 mm
2.25 KΩ
1.88 KΩ
50 mm
2.67 KΩ
2.35 KΩ
60 mm
3.14 KΩ
2.82 KΩ
) Ω4 K ( A I C N 3 E T S I S I E 2 R
70 mm
3.66 KΩ
3.29 KΩ
1
80 mm
4.14 KΩ
3.76 KΩ
90 mm
4.68 KΩ
4.23 KΩ
100 mm
4.82 KΩ
4.7 KΩ
R E S I S T E N C I A ( KΩ ) V S D I S T A N C I A ( m . m . ) Datos medidos
Datos teoricos
6 5
0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
DISTANCIA DE DESPLAZAMIENTO
Ecuación de la recta. =
2 −
≫ =
2 −
4.7 − 0 100 − 0
≫ = 0.047
La pendiente es:0.047 () = ∗ () = 0.047 ∗ Donde “x” es la distancia de desplazamiento
Diseñar una aplicación industrial para este dispositivo 6. ¿Para qué tipo de equipos es adecuado este tipo de interruptor de proximidad? ¿Por qué? La forma más usual es acoplada a un cilindro de doble vástago, en la que se puede determinar la posición en la que se encuentra este por el valor de resistencia que se registras y la distancia por una función que se mostró anteriormente 7. ¿Cuáles son las desventajas de este dispositivo? Enumere al menos dos.
Los valores de resistencia que se registra determinada distancia de desplazamiento no son muy exactos en una relación de transformación. El desplazamiento que presenta en muchos casos es muy corta y no ayuda en automatismos de esa magnitud
6. TIEMPO DE EJECUCIÓN 4 horas pedagógicas
100
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7. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES 7.1. OBSERVACIONES
Observamos que los sensores utilizados cumplen distintas funciones pueden ser de posición, distancia, temperatura y ópticos. Los sensores con los que se trabajó tenían una histéresis que varía según el instrumento en algunos es mayor que en otros. Se observó que uno de los sensores que utilizamos reaccionan al magnetismo de un imán y el otro actúa como un potenciómetro. Se observó que al realizar el armado del circuito para comprobar el funcionamiento del red switch la lámpara no encendía por lo cual realizamos el cambio de esta por una en buen funcionamiento. Se puede observar que mantener el orden en el área de trabajo minimiza accidentes y mejora el desarrollo de la experiencia. Se puede observar que designar tareas por integrante agiliza la experiencia y optimiza resultados de laboratorio. Se puede observar que se debe realizar una inspección de materiales antes de montarlo para evitar retrasos. Se puede observar que para un mejor desarrollo del laboratorio se debe tener el manual de los instrumentos a usar.
7.2. CONCLUSIONES
Identificamos las principales características de los sensores binarios de proximidad tipo Reed. Conseguimos reconocer los sensores binarios de proximidad como componentes de otros tipos de sensores. Identificamos las principales características de los sensores de desplazamiento en este caso el de potenciómetro. Identificamos que los sensores potenciometricos y el sensor de proximidad fotoeléctrico tenían diferentes variables que eran la corriente y la resistencia en base a la distancia. Concluimos que la histéresis resulta de la diferencia de la distancia de activación y desactivación de los sensores y por lo visto varía en cada tipo de sensor. Se concluye que es necesario conocer los datos técnicos de los sensores para que se nos facilite su uso en distintas aplicaciones y no fallar al realizar sus pruebas. Se puede concluir que el sensor de desplazamiento RECTI-H25 tendrá mayor resistencia mayor desplazamiento del pivote. Se puede concluir que el sensor de desplazamiento RECTI-H25 y el Reed switch digital son de 3 líneas. Se puede concluir que habrá un tiempo de histéresis en relación a la distancia en los Reed switch digital y analógico. Se puede concluir que los Reed switch reaccionaran solo a un polo del imán
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8. ANEXOS Aplicaciones Profesionales para Interruptores Magnéticos Un interruptor magnético consiste en una ampolla cerrada de vidrio, dentro de la cual existen gases nobles y dos láminas, que forman los contactos. La aproximación del campo magnético de un imán hace que las láminas se enderecen y se apoyen una contra la otra, estableciendo el contacto eléctrico, como vemos en la figura 1.
Figura 1 Estos interruptores no son proyectados para que operen con corrientes elevadas. La corriente máxima que soportan sus contactos está alrededor de 200 mA, lo que significa que, en la utilización en cualquier sistema de control de mayor potencia, deben usarse circuitos intermedios, que serán ejemplificados más adelante.
Control de nivel de líquidos El nivel de tanques, de recipientes diversos o incluso de instrumentos de un laboratorio de química puede ser fácilmente controlado con el sistema propuesto en la figura 2.
Figura 2. En este sistema, que no hace conexión eléctrica alguna con el líquido, lo que es importante si este es combustible, una boya tiene un pequeño imán sujeto y corre por un riel, tubo o guía, de acuerdo con el nivel controlado. Los reed-switches, o llaves magnéticas, son instalados del lado externo de la pared del tanque, en lugares donde se quiera accionarlos.
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En la figura 3 damos un circuito simple de accionamiento de relé que puede controlar una alarma o bien una bomba de líquido. En el nivel más alto se hará la desconexión de la bomba y accionamiento de la alarma.
Figura 3.
9. VIDEO Link Video YOUTUBE
https://youtu.be/EFjKhTG9l_A
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