UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y SISTEMAS SENSORES DE PROXIMIDAD
CURSO: Automatización Industrial PROFESOR: In! Antonio "u#ia M$rcado ALUMNOS:
%D$&az Al$r$' Emor( %Isla Y$nl$' Claudia %)a(ac Lazo' *$+in %Rom$ro Atao' *,atl$$ %Santamar-a .ra+o' St$/an( L$id( %Soto F$0r$s' Sil+ana %1ilc,$z 2uis&$' Yos,iro FEC3A4 567897:856
:856%:
SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS
1. Distancia de conmutación de un sensor inductivo ( Procedimiento 2.2.2) Sensor inuctivo D(ERSIEM*+ 5unto de coneión 5unto de desconeión 6ist&resis
./ mm .8/ mm . mm
a) Observaciones:
Sensor inuctivo D(ERSIEM*,S
5unto de coneión 5unto de desconeión 6ist&resis
-
*.21 mm *.* mm .1* mm
Se observó que se tuvo que acercar más la placa de acero dulce al sensor M12S en comparación al sensor M18. De manera similar, el punto de desconeión !ue menor en el sensor M12 que en el sensor M18.
b) Conclusiones"
-
2.
#l tener más área la pantalla del sensor M18, este tiene ma$or intensidad del campo ma%n&tico $ la 'ona activa de conmutación es ma$or, por ende, la placa de acero dulce no necesita acercarse más en comparación al sensor M12S para acer variar de manera considerable la amplitud de la onda del campo que se muestra en el oscilador.
Detección de di!erentes metales con sensores de proimidad inductivos (Procedimiento 3.2.2) a) Observaciones"
Material
Punto cone!i"n #$$)
#cero dulce (S*+) .2 pie'a 1 #cero inoidables .+ pie'a 2 #luminio - pie'a * * 0atón - pie'a *.8 obre - pie'a 2.1* -
'actor e Punto e %ist&re e escone!i"n sis reucci" #$$) #$$) n
.88
./
1.
./8
.11
.8
*./ *.*8 2.*
./ .* .21
. .+ .*
3bservamos que la distancia del punto de coneión, desconeión $ el !actor de reducción var4an con respecto al material. #l%unos !actores de reducción son mu$ cercanos al l4mite superior teórico $ otros s4 se encuentran dentro del ran%o teórico.
-
0as ma$ores distancias de coneión se alcan'an con materiales ma%n&ticos que con materiales no ma%n&ticos tales como" latón, aluminio $ cobre. + / * 2 1 .
1
1.
2
2.
5unto de coneión (mm)
*
*.
.
.
5unto de desconeión (mm)
b) Conclusiones:
-
-
-
Se conclu$e que se lo%ra obtener un menor !actor de reducción7 es decir, una menor distancia de conmutación con los materiales menos ma%n&ticos (latón, aluminio, cobre, etc.) debido a que estos tienes menor conductividad el&ctrica7 esto sucede porque al ser buenos conductores necesitan absorber más corrientes parásitas, por lo tanto necesitan acercarse más. 3tra dependencia es la permeabilidad. 0os materiales diama%n&ticos como el cobre $ el latón7 al acercarse al sensor repelen el campo ma%n&tico de la bobina $ no se producirán corrientes parásitas, esto se conse%uirá al acercarse muco más al sensor para que se d& una considerable variación de la amplitud del oscilador. #l%unos datos no coinciden eactamente7 esto es debido a !actores ambientales como temperatura $ umedad.
*. n9uencia de la super:cie del ob;eto en la distancia de conmutación (Procedimiento 4.2.2) a) Observaciones:
-
Se observa que a menor super:cie del material la distancia de conmutación es menor. # ma$or super:cie menor distancia de detección asta cierto punto donde el %ran tama
Distancia de conmutación (mm)
Material #cero dulce (**mm) #cero dulce (22mm) #cero dulce (22mm) #cero dulce (11mm) #cero dulce (11mm) #cero dulce (mm)
(St*+), pie'a 11 (St*+), pie'a 12 (St*+), pie'a 1* (St*+), pie'a 1 (St*+), pie'a 1 (St*+), pie'a 1/
.8 .+2 . .* .22 1.+1
Distancia e con$utaci"n #$ $) + / * 2 1
1
2
*
/
+
b) Conclusiones:
-
Se conclu$e que la distancia de conmutación es directamente proporcional al área de la placa porque al tener menor área se ve menos a!ectado $ se necesita acercarse más para que in9u$a al campo ma%n&tico de la bobina.
Material #cero dulce (St*+), pie'a 1 (**mm) #cero dulce (St*+), pie'a 2 (22mm) #cero dulce (St*+), pie'a * (22mm) #cero dulce (St*+), pie'a (11mm) #cero dulce (St*+), pie'a (11mm) #cero dulce (St*+), pie'a / (mm)
=rea (mm2)
> respecto al área del sensor
2++.8>
/2
12.>
12*.>
22
/.>
1
*.>
2
+.+>
- res.ecto al /rea el sensor *.> 2.> 2.> 1.> 1.> .> .>
-
1
2
*
/
+
0a brusca variación de distancia de conmutación de la placa de mm a la placa de 11mm se debe a que la placa de 2mm2 en comparación al área del sensor es menor del > por lo que se necesitará acercarse muco más que las otras placas7 que al tener un área considerable, no var4an tanto uno respecto del otro.
SENSORES DE PROXIMIDAD CAPACITIVOS
*( Distancia de conmutación de un sensor capacitivo # Procei$iento ,(,(,) Nr o
1 2 * / + 8
Punto e Punto e %ist&res cone!i"n#$ escone!i"n# is $) $$)
Material
#cero dulce #cero inoidable #luminio 0atón obre artón ?oma 5lástico transparente
8.1 8.1 8 +.* 8./ . *.8
8./2 8.8/ .*1 8.2 .18 .8 *.1
.8 .+1 1.*1 . 1.12 .* .*
.+
1.
.//
a) Observaciones: •
• •
@l plástico transparente !ue el Anico material que tuvo que acercarse asta casi al contacto con el sensor. iene que :;arse la corredera de posicionado a cm del sensor. Si el material no se encuentra posicionado a B respecto al ori'onte, el sensor puede no detectarlo.
b) Conclusiones:
-
0os materiales que se usaron !ueron metales $ plásticos para poder observar la di!erencia de acción de los campos el&ctricos con las constantes diel&ctricas. Nro
Material
1 2 * / +
#cero dulce #cero inoidable #luminio 0atón obre artón ?oma 5lástico transparente
8
Distancia de conmutación de un sensor capacitivo 1 8 /
Distancia
2
1
2
*
-
,
/
+
8
Material 5unto de coneión(mm)
•
•
•
5unto de desconeión(mm)
0os materiales con ma$ores constantes diel&ctricas son aluminio, cobre, acero dulce $ acero inoidable, por ser detectados a una distancia ma$or. @l plástico transparente es detectado a una distancia menor a 1mm porque su constante diel&ctrica es mu$ ba;a, $ no puede ser a!ectada sino asta acercarlo casi al contacto. 0a constante diel&ctrica describe cómo un campo el&ctrico a!ecta $ es a!ectado por un medio.
6ist&resis 1.1.2 1 .8
Distancia
./ ..2
1
2
*
-
,
/
+
8
Material 6ist&resis
•
•
0os materiales con ma$ores constantes diel&ctricas son capaces de mantenerse en el campo el&ctrico del sensor, por lo que la ist&resis es ma$or. @l aluminio $ cobre muestran una ist&resis ma$or por ser materiales que pueden ser detectados a lar%a distancia.
,( n9uencia del espesor del material en la distancia de conmutación de un sensor capacitivo #Procei$iento 0(,(,) Material
Distancia #$$)
e
con$utaci"n
5lástico, pie'a 2* (espesor ./* 2mm) 5lástico, pie'a 2 (espesor *. *mm) 5lástico, pie'a 2 (espesor .+8 mm) 5lástico, pie'a 2/ ( espesor 8./2 8mm) 5lástico, pie'a 2+ (espesor .2 11mm) 5lástico, pie'a 28 ( espesor 1. 1mm) 5lástico, pie'a 2 (espesor 1.18 1+mm) a) Observaciones:
-
0a distancia de conmutación se incrementa se%An va$a aumentando el espesor del material .@s decir7 a un espesor menor (espesor 2mm) la distancia de conmutación es m4nima (./*mm) mientras que a un espesor ma$or (espesor 1+mm) la distancia de conmutación es máima (1.18 mm).
In1uencia el es.esor en la istancia e con$utaci"n 2, 1.18
2 1,., 1,
Distancia de conmutación
8./2
1 ,.+8
-.-2
*., ./*
,
2
-
/
8
1
@spesor (mm)
b) Conclusiones:
12
1-
1/
18
?eneralmente la distancia de detección para los sensores de proimidad capacitivos es ma$or para ob;etos más densos o %randes. @l e!ecto en el campo electrostático producido por un material noconductor puede ser mu$ reducido, comAnmente la distancia de detección con estos materiales son cortas.
0( Detección del nivel de #Procei$iento 2(,(,)
l4quidos
con
Distancia del sensor Civel del (mm) (mm) * 2 2 / / 8 1 12 8
un
sensor
capacitivo
a%ua
a) Observaciones •
• •
# ma$or distancia del sensor se requer4a a%re%ar más l4quido al recipiente 5ara el eperimento se utili'ó un recipiente transparente. #l a%re%ar a%ua, este puede pasar por el área de reconocimiento del sensor por lo que se debe a%re%ar pausadamente o por un espacio ale;ado del sensor.
b) Conclusiones •
•
Se demuestra que el sensor capacitivo es capa' de reaccionar ante el l4quido transparente. # ma$or nivel de a%ua, su constante diel&ctrica aumenta por lo que la dimensión del campo el&ctrico del sensor es ma$or.
SENSORES DE OPTICOS DE PROXIMIDAD
*( aracter4stica de respuesta de un sensor de barrera !otoel&ctrica #Procei$iento ,(,(0)
Detección siEno S S S S S
C
Material
1 2 *
#cero dulce (st*+), pie'a * #cero inoidable, pie'a #luminio, pie'a artón, pie'a 8 ?oma, pie'a 5lasticó ransparente, pie'a 1 C3
/
a) Observaciones:
Se observó que el sensor óptico detectó a las pie'as utili'adas con ecepción de la pie'a 1 cu$o material es plástico transparente. 3bservamos que al acercar las pie'as detectadas por el sensor, &stas interrump4an el a' que emite dico sensor. #l acercar el plástico transparente, pie'a 1 observamos que no interrumpe el a' emitido por el sensor. b) Conclusiones:
@l sensor óptico detecta a los ob;etos cu$o material del que están compuestos tiene la propiedad de recepcionar o interrumpir el a' emitido por el sensor. ,( aracter4stica de respuesta #Procei$iento 0(,(,)
de un
C
Material
1 2 *
#cero dulce (st*+), pie'a * #cero inoidable, pie'a #luminio, pie'a 0atón, pie'a /
sensor
de Fetrore9eión
Detección siEno S S S S
/ + 8
obre, pie'a + artón, pie'a 8 ?oma, pie'a 5lástico ransparente, pie'a 1
S S S S
a) Observaciones: •
Se detectaron todos los materiales, sin embar%o, la detección
•
se dio en di!erentes distancias de coneión. Co se a;ustó el potenciómetro de a;uste del sensor de retro re9eión durante la eperiencia, solo al inicio de esta donde se
•
a;ustó asta su valor máimo. Durante el montado del sensor óptico $ el retro re9ector en la placa de monta;e se tuvo consideración de mantener a estos de manera l4nea.
b) Conclusiones: •
Se conclu$e que el sensor de retro re9eión tiene un similar alcance que los sensores de barrera, lo cual se deduce de la variedad de valores de distancias de puntos de coneión para
•
los diversos materiales al conducir los ob;etos al a' de lu'. Se conclu$e que si bien los sensores de retro re9eión teóricamente no pueden usarse e!ectivamente para ob;etos transparentes, s4 detecto al plástico transparente (pie'a 1), esto se eplica debido a que el plástico estaba bastante des%astado por lo que no era del todo transparente lo cual permitió que absorbiera un porcenta;e su:ciente de lu' como para que se interrumpa el a' de lu' enviada por el emisor $ lo
•
detecte. Se conclu$e que aun cuando el potenciómetro del retro re9ector se a;ustó asta su máimo valor (por lo que teóricamente C3 debió de aber detectado el plástico), se pudo aber reducido la potencia del emisor asta un nivel tal que se desactive cuando el ob;eto transparente (plástico)
•
inter:era en el ra$o de lu'. Se conclu$e que el sensor de retro re9eión tiene como elementos al emisor $ un retro re9ector pasivo, lo cual se traduce en el cuidado del montado de manera lineal.
0( ?ama de detección de un sensor óptico de re9eión directa #Procei$iento 3(,(,)
Material arta de ?rises GodaH 0ado Ilanco, pie'a 1+ arta de ?rises GodaH 0ado ?ris, pie'a 1+ 5lástico ransparente, pie'a 18 5lástico Fo;o, pie'a 1 5lástico #'ul, pie'a 18 5lástico Ce%ro, pie'a 18 artón Ilanco, pie'a 22 #cero dulce (st*+), pie'a * #luminio, pie'a 0atón, pie'a / obre, pie'a + ?oma, pie'a
5unto de 5unto de 6ist&resis oneión Desconeió (mm) (mm) n (mm) 2/
/
8
82
+
/82
88
1 * 1 *2 +8 288 1 2
+1 81 *2 ++ */8 8* *28 8 2
11 1 * /* * +2 /1 *
a) Observaciones: •
•
•
•
•
•
0o primero que se observa es la ma$or distancia de conmutación de este tipo de sensores en comparación con los otros tipos vistos anteriormente. @n el eperimento observamos que eiste re9eión en todos los materiales (desde los más opacos, asta el plástico transparente) esto es debido a que todos los cuerpos del eperimento absorben una parte de la lu' $ la otra la re9e;a (no eiste un cuerpo ne%ro), esta parte re9e;ada permite detectar el material. De los materiales utili'ados en el laboratorio, observamos que el #luminio, pie'a es el material que necesita ma$or distancia para ser detectado por el sensor óptico, con una distancia de coneión i%ual a +8 mm $ una distancia de desconeión de 8* mm. @l material que necesita menor distancia para ser detectado por el sensor es la %oma, pie'a , con una distancia de coneión i%ual a 2 mm $ una constancia de desconeión de 2 mm. 0a ist&resis obtenida tambi&n es mu$ alta, lo que si%ni:ca que tiene una sensibilidad mu$ ba;a ante el cambio de posición !rontal. Jna venta;a de usar este sensor es que el mismo ob;eto actAa como re9ector.
b) Conclusiones:
8 + / * 2 1 5unto de Desconeión (mm)
•
•
•
•
•
•
5unto de oneión (mm)
6isteresis
@l material que muestra ma$or isteris !ue el plástico ro;o, pie'a 1, con 1 mm de ist&resis. 0a distancia de re9eión depende del tama
. Korma de la onda sónica $ caracter4sticas de re9eión en un sensor ultrasónico #Procei$iento 4(,(,) Detección siEno S S S S S S
C
Material
1 2 * /
#cero dulce (st*+), pie'a * #cero inoidable, pie'a #luminio, pie'a 0atón, pie'a / obre, pie'a + ?oma, pie'a 5lasticó ransparente, pie'a 1 S
+
a) Observaciones: •
•
• •
0as placas que se desv4an an%ularmente de la posición vertical no son percibidas por el sensor ultrasónico. @n el laboratorio se traba;ó con un sensor ultrasónico de modo di!uso, dado que el mismo sensor emite la onda de sonido $ lue%o busca el eco que el ob;eto (pie'a) re9e;a. @l sensor ultrasónico capto a todas las pie'as utili'adas. @n el papel milimetrado dibu;amos la onda %enerada por las distancias de conmutación del sensor ultrasónico, se puede observar una especie de elipse alar%ada.
b) Conclusiones: •
•
•
•
Se debe tener consideración de las caracter4sticas de los ob;etos como la !orma, el tipo de material, temperatura, tama
