Laboratorio N°10 Sensores de proximidad y desplazamiento INTEGRANTES: PANIURA
AYSA GIOVANNI GON!A "#S SAY SAYI$ ORACCAUA GON!A"#S YACAS $A% $A%#O #O &#RRY YA DOCENTE: &U"IO C#SAR OSORIO
2016 - 2
Sensores de proximidad y desplazamiento
O'(eti)os* 1. Medir la máxima distancia de detección de distintos materiales utilizando un sensor inductio. !. Medir la máxima distancia de detección de distintos materiales utilizando un sensor capacitio. " #$ustar la sensibilidad del sensor para ariar la distancia de detección. %. Medir la máxima distancia de detección de un sensor &otoel'ctrico de (az transmitido. ). Medir la distancia de detección de distintas super&icies y colores utilizando un sensor &otoel'ctrico re&lectio di&uso. " #$ustar la sensibilidad del sensor para ariar la distancia de detección. *. Medir la distancia de detección de un sensor retro"re&lectio polarizado para materiales opacos y trasl+cidos. " #$ustar la sensibilidad del sensor para ariar la distancia de detección. ,. Medir desplazamiento utilizando un L-/ " ibu$ar el olta$e de salida - s. el desplazamiento mm 2. Medir desplazamiento utilizando un medidor potenciom'trico " ibu$ar el olta$e de salida - s. el desplazamiento mm
Introducción teórica* 3l uso de los sensores de proximidad son muy usados en la industria actual4 ya 5ue nos permiten censar parámetros &6sicos y discretos a una elocidad 5ue el ser (umano con su capacidad actual no puede lle7ar i7ualar. tambi'n se usa por su &iabilidad al momento de censar o detectar cosas con casi un error de 08. 3stos e5uipos son de arios tipos de &uncionalidades4 al7unos detectan casi de todo sensor láser y otros detectan solo metales sensor inductio y otros detectan casi cual5uier cuerpo 5ue ten7an cerca sensor capacitio. 3n este texto se detallara la experiencia obtenida en el laboratorio y se (ará a conocer los datos recopilados.
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Sensores de proximidad capacitivo. Los sensores de proximidad capacitios son similares a los inductios. La principal di&erencia entre los dos tipos es 5ue los sensores capacitios producen un campo electrostático en lu7ar de un campo electroma7n'tico Los interruptores de proximidad capacitios censan objetos metálicos como los inductios4 pero además tiene la capacidad de detectar materiales no metálicos tal como papel4 idrio4 l65uidos y tela.
9uente: 7oo7le imá7enes
La super&icie de censado del sensor capacitio está &ormada por dos electrodos conc'ntricos de metal de un capacitor. Cuando un ob$eto se aproxima a la super&icie de censado y 'ste entra al campo electrostático de los electrodos4 cambia la capacitancia en un circuito oscilador. 3sto (ace 5ue el oscilador empiece a oscilar. 3l circuito disparador lee la amplitud del oscilador y cuando alcanza un niel espec6&ico la etapa de salida del sensor cambia. Con&orme el ob$etio se ale$a del sensor4 la amplitud del oscilador disminuye4 conmutando al sensor a su estado ori7inal.
9uente: 7oo7le imá7enes
Sensor de proximidad inductivo.
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Los sensores inductios son una clase especial de sensores 5ue siren para detectar materiales metálicos &errosos. Son de 7ran utilización en la industria4 tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia o ausencia de ob$etos metálicos en un determinado contexto: detección de paso4 de atasco4 de cosi&icación y de conteo.
3lementos de un sensor inductio básico. 1. !. %. ). *.
Sensor de campo ;scilador emodulador 9lip"&lop Salida
Sensor fotoelectrico de haz transmitido. etectan ob$etos midiendo la di&erencia de intesidad de la luz 5ue se emite el emisor y la 5ue lle7a al receptos.
9uente: 7oo7le imá7enes
Sensor fotoeléctrico Reflexivo Difuso
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etecta recibiendo directamente la luz re&le$ada de ob$eto. 3n el mismo cuerpo se encuentra el emisor y el receptor.
9uente: 7oo7le imá7enes
9uente: 7oo7le imá7enes
Sensor de desplazamiento LVDT 3l L-/ /rans&ormador i&erencial de -ariación Lineal conierten el moimiento de un n+cleo en un campo ma7n'tico de una bobina en una se=al el'ctrica ariable. 3l moimiento del n+cleo modi&ica las se=ales relatias entre dos deanados. 3l trans&ormador lineal ariable di&erencial L-/ Linear -ariable i&&erential /rans&ormer es el más conocido de los transductores de desplazamiento inductios de reluctancia ariable. 3sta &amilia de transductores conierte el desplazamiento en un cambio de tensión alterna4 7racias a la alteración de las l6neas de campo ma7n'tico entre dos o más arrollamientos4 ori7inadas por una tensión alterna aplicada a uno de los deanados. 3l L-/ consta de un trans&ormador con un arrollamiento primario4 y dos secundarios conectados en oposición"serie4 como muestra la &i7ura 14 donde la doble &lec(a indica el sentido del moimiento del n+cleo &erroma7n'tico
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Preparación* Leer el cap6tulo de instrumentos de detección de proximidad y desplazamiento4 del libro Instrumentación Industrial de #ntonio Creus.
#+uipos y ,ateriales* -
Sensor de proximidad inductio /L N!0M31 Sensor de proximidad capacitio 3!> " C!*M31 Sensor &otoel'ctrico de (az transmitido: /ransmisor 3%?9 " 13 4 @eceptor 3%?9"IL Sensor &otoel'ctrico re&lectio di&uso 3%S"#!1 Sensor &otoel'ctrico retro"re&lectio polarizado 3%-"@!C)%S con un re&lector industrial 3%A"@1. Sensor de desplazamiento L-/ L,00"*0. Sensor potenciom'trico de desplazamiento LB0!"2*. 9uente de alimentación. Mult6metro.
Se-uridad* @e&erirse a las normas dadas en el documento de se7uridad4 el cual debe cumplirse obli7atoriamente.
Procedimiento*
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./0 Sensor de Proximidad Inducti)o
3l sensor de proximidad inductio usado es: /L N!0M31 1. #limentar el sensor con !) -C 4 en el olt6metro el alor de ariar entre 0 - y !) -C cuando se produzca la detección : !. Medir la máxima distancia de detección para di&erentes ob$etos metálicos #. /abla de proximidad inductia primera parte
Material 9ierro Dronce #luminio Cobre
Distancia (mm) 1) mm 12 mm 1* mm 10 mm
D. /abla de proximidad inductia se7unda parte 24VDC
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#ste sensor solo detecta la presencia de elementos o materiales met1licas2 si se le coloca un material de pl1stico no manda nin-una respuesta/
Material 9ierro Dronce #luminio Cobre
Distancia (mm) * mm ) mm ) mm mm
!. Brobar si el sensor detenta metales a tra's de barreras no metálicas Si se pone una 'arrera no met1lica entre el sensor y un material met1lico este puede ser detectado normalmente por el sensor
3/0 Sensor de Proximidad Capaciti)o
3l sensor de proximidad capacitio usado es: 3!> " C!*M31 1. #limentar el sensor con !) -C
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!. La distancia se tomara cunado la luz posterior se encienda. %. Medir la máxima distancia de detección para ob$etos de di&erentes materiales:
Material
Distancia (mm)
&ierro
,%
madera
!1
porcelana
%!
bronce
!*
cauc(o
%,
#n esta ta'la se tra'a(ó cuando el sensor se encontra'a con una sensi'ilidad alta es por ello +ue tenemos distancias mayores/
8
). -ariar la sensibilidad del sensor con tornillo ubicado en la parte posterior y realizar el paso % nueamente4 anotar sus resultados en la tabla si7uiente: Distancia (mm) 1! , 11 *
Material
&ierro madera porcelana bronce cauc(o
#n esta ta'la se tra'a(ó cuando el sensor se encontra'a con una sensi'ilidad 'a(a es por ello +ue tenemos distancias menores/
). Brobar si el sensor permite detectar ob$etos ubicados en el interior de una ca$a de cartón o plástico. Si se puede medir el material dentro de la ca(a2 ya +ue el cartón no es nin-una oposición para +ue el sensor detecte el material con el +ue se est1 tra'a(ando/
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4/0 Sensor 5otoel6ctrico de az $ransmitido
3l sensor &otoel'ctrico de (az transmitido está compuesto por el transmisor 3%E" /1#"L y el receptor 3%E"/1#" 1. Conecte el sensor como indica la &i7ura
RX . Aumentar la sensibilidad (min – Max)) y sw seleccionable
!. etermine la máxima distancia a la cual pueden estar separados el transmisor y el receptor. istancia máxima F .78 cm
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%. Bruebe con distintos materiales opacos4 transparentes y semi" transparentes.
Material
Dotella descartable con a7ua Bapel blanco
(ierro
Blástico transparente Blástico ne7ra
Cmentaris
3l sensor &unciona cuando el emisor y receptor están cerca del material 3l sensor &unciona cuando el emisor y receptor están cerca del material 3l emisor y receptor no entran en contacto 3l emisor transmite al receptor en cual5uier distancia4 pero dentro del ran7o de transmisión. 3l emisor transmite a distancia corta.
9/0 Sensor 5otoel6ctrico Re:lexi)o %i:uso
3l sensor &otoel'ctrico re&lectio di&uso es el . 3%E"! La distancia máxima es de 1 m . Corriente salida 100m# /iene salida NBN 1. Conecte el sensor de la &orma como se indica en la si7uiente &i7ura:
!"#
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RX . Aumentar la sensibilidad (min – Max) ysw
!. Sin ob$eto a$uste la sensibilidad a un alor pe5ue=o4 se desplazará un punto 6ndice ro$o. #se7+rese 5ue el led de estabilidad S est' encendido4 de no ser as6 rea$uste la sensibilidad. #cer5ue materiales de distinta super&icie y color (asta 5ue se encienda el led de detección " y tambi'n est' encendido el led S. Distancia m"#ima (mm) 2!1 %0 10 %20 %%%
Material ! clr
papel blanco Baquelita marrón cobre Fierro gris #luminio plateado
%. #umente la sensibilidad y mida las nueas distancias. ,aterial y color papel blanco
%istancia m1xima ;mm< 2!1
Baquelita marrón
%0
cobre
10
Fierro gris
%20
#luminio plateado
%%%
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=/0 Sensor de %esplazamiento "V%$
3l L-/ utilizado es el L,00"*0. Su no linealidad es de 04% 8
1." #limentar el L-/ con .3 V%C4 como se indica en la &i7ura:
!."
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Diagrama de Voltaje vs Desplazamiento del sensor de desplazamiento LVDT
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Aplicación: " Seleccionar un sensor de desplazamiento para el ásta7o de una álula de -
compuerta de desplazamiento lineal entre 0 a 100 cm Salida )"!0 m# #limentación : !) -C /emperatura de operación: 0 a )0° C
Sensor "V%$ tipo palpador sumer-i'le GCA > GC% > GC$
Los L-/ palpadores inductios son sensores para medir posición4 distancia o desplazamiento en todo tipo de aplicaciones4 pero sobre todo en las 5ue más des7aste tienen ya 5ue son inductios y por tanto sin rozamiento. La serie GC# del &abricante americano Meas. Spec. Cuenta con la caracter6stica especial de tratarse de un L-/ tipo palpador4 pero sellado (erm'ticamente por láser4 lo 5ue le proporciona una estan5ueidad per&ecta4 permitiendo ser sumer7ido (asta 20bar. 3sto si7ni&ica contar con un 7rado de protección IB,. 3n con$unto es un L-/ muy robusto4 indicado para aplicaciones de la industria dura4 con muc(a suciedad4 (umedad o posibilidad de inmersión. 3l resto de caracter6sticas son i7uales a las de cual5uier L-/ con salida #C o ampli&icada con salida C sim'trica o asim'trica4 se7+n el tipo de alimentación continua disponible 5uente/0 (ttps:HH.7oo7le.com. peHsearc(J5FSensorKL-/ 5i-ura 8./0 Sensor L-/ tipo palpador sumer7ible GC# H GC H GC/.
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Caracter?sticas principales* • • • •
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@an7o de medida: ?asta KH"*0mm. Salida GC#: #lterna t6pica L-/. Salida GC: #mpli&icada sim'trica KH"10-4 con alimentación sim'trica KH"1*-. Salida GC"S3: #mpli&icada asim'trica 0"*-4 con alimentación asim'trica 70 39V/ Salida GC/: #mpli&icada en corriente 9038mA4 con alimentación asim'trica " !)-. Salida GC")*: Salida di7ital en bus @S)* compatible con protocolos M;D
Los sensores de proximidad y desplazamiento son usados en aplicaciones para sistemas de transporte automáticos.
Nos brindan soluciones en aplicaciones de sistemas de transporte automáticos4 como cintas transportadoras continuas4 cintas transportadoras en altura4 7r+as4 e(6culos de 7uiado automático y carretillas: • • • •
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Identi&icación &iable de pal's4 contenedores o mercanc6as. Control de partes sobresalientes para un transporte se7uro de las mercanc6as. Bosicionamiento y medición de distancia precisos para eitar colisiones. Medición exacta de la altura de los ob$etos para un uso óptimo del espacio de almacenamiento. #lmacenamiento de datos en e5uipos móiles para control de calidad. Control de elocidad4 altura e inclinación para 7arantizar la se7uridad de las personas y los materiales.
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%etección :ia'le de o'(etos en un amplio ran-o de detección*
3l sensor &otoel'ctrico compacto ML100""? se centra en el &ondo del transportador ibratorio4 5ue normalmente es metálico4 o en el canal de alimentación. 3l sensor &unciona como un sensor óptico de barrera por re&lexión4 sin necesidad de un re&lector adicional.
5uente/0 (ttp:HH.pepperl" &uc(s.esHspainHesH!,220.(tm
5i-ura 83/0 etección &iable de ob$etos en un #mplio ran7o de detección.
Caracter?sticas principales del sensor :otoel6ctrico de detección directa ,".88070@ • •
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Sensor &otoel'ctrico de detección directa con ealuación de &ondo. Se puede utilizar como sensor óptico de barrera por re&lexión sin necesidad de un re&lector adicional. #mplio ran7o de detección de %*0 mm. etección &iable de los ob$etos de colores ne7ros o re&lectantes4 as6 como de ob$etos planos sobre un &ondo muy similar. #(orro de espacio e instalación sencilla 7racias a su dise=o miniaturizado.
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R#5#R#NCIAS I"IOGRA5ICAS* •
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;@M;N. !01). /L N!0M31. !01,4 de ;@M;N Sitio eb: (ttps:HH.ia.omron.comHproductHitemH12H G@#N/3C?. !01*. S3NS;@. !01,4 de G@#N/3C? Sitio eb: (ttp:HH.7randtec(.lHs(opHima7esHtmeH%)%,He%z"t1"*m.$p7
