SENSOR MAGNETICO Detectan los objetos magnéticos (imanes generalmente permanentes) que se utilizan para accionar el proceso de la conmutación. Los campos magnéticos pueden pasar a través de muchos materiales no magnéticos, el proceso de la conmutación se puede también accionar sin la necesidad de la exposición directa al objeto. El principio de funcionamiento se basa en un efecto que produce un par de láminas dentro de un campo magnético. Los sensores magnéticos de posición funcionan basándose en la variación del campo magnético creado por un imán y la corriente inducida en una pequeña bobina, llamada “pickup”. Los sensores magnéticos se basan en la tecnología magnetoresisitiva SSEC. Ofrecen una altasensibilidad. Entre las aplicaciones se incluyen brújulas, control remoto de vehículos, detección devehículos, realidad virtual, sensores de posición, sistemas de seguridad e instrumentación médica.
CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN DE SENSORES MAGNÉTICOS INDUCTANCIA VARIABLE El desplazamiento de un núcleo móvil dentro de una bobina aumenta la inductancia de esta en forma casi proporcional a la porción metálica del núcleo contenida dentro de la bobina.
RELUCTANCIA VARIABLE. Consisten en un imán permanente o un electroimán que crea un campo magnético dentro del cual se mueve a una armadura de material magnético.
TIPOS DE SENSORES MAGNETICOS 1. SENSOR MAGNETICO MECÁNICO O TIPO "REED“ El reed switch consiste en un par de contactos ferrosos encerrados al vacío dentro un tubo de vidrio. Cada contacto está sellado en los extremos opuestos del tubo de vidrio.
El tubo de vidrio puede tener unos 10 mm de largo por 3 mm de diámetro. Al acercarse a un campo magnético,los contactos se unen cerrando un circuito. La rigidez de los contactos hará que se separen al desaparecer el campo magnético. Para asegurar la durabilidad, la punta de los contactos tiene un baño de un metal precioso. El campo magnético puede estar generado por un imán permanente o por una bobina. Como los contactos están sellados, los reed switch son empleados en lugares con atmósferas explosivas, donde otros interruptores se consideran peligrosos. Esto se debe a que la chispa que se produce al abrir o cerrar sus contactos queda contenida dentro del tubo de vidrio. Los reed switch se diseñan en base al tamaño del campo magnético frente al que deben actuar. La sensibilidad de sus contactos se cambia al variar la aleación con que se fabrican, modificando su rigidez y su coeficiente magnético. Tienen gran difusión al emplearse en muy bajos voltajes, con lo que sirven de indicador de posición a plc’s y, además, por emplearse como indicador de posición de los cilindros neumáticos de embolo magnético de las marcas que ti enen mayor difusión.
2.
SENSOR MAGNETICO EFECTO HALL .
EFECTO HALL. En un conductor por el que circula una corriente, en presencia de un campo magnético perpendicular al movimiento de las cargas, aparece una separación de cargas que da lugar a un campo eléctrico en el interior del conductor perpendicular al movimiento de las cargas y al campo magnético aplicado .A este campo eléctrico se le llama campo Hall. Llamado efecto Hall en honor a su descubridor Edwin Herbert Hall. Cuando por un material conductor o semiconductor, circula una corriente eléctrica, y estando este mismo material en el seno de un campo magnético, se comprueba que aparece una fuerza magnética en los portadores de carga que los reagrupa dentro del material, esto es, los portadores de carga se desvían y agrupan a un lado del material conductor o semiconductor, apareciendo así un campo eléctrico perpendicular al campo
magnético y al propio campo eléctrico generado por la batería (Fm). Este campo eléctrico es el denominado campo Hall (EH), y ligado a él aparece la tensión Hall, que se puede medir mediante el voltímetro. Los sensores basados en efecto Hall suelen constar de un elemento conductor o semiconductor y un imán. Cuando un objeto ferromagnético se aproxima al sensor, el campo que provoca el imán en el elemento se debilita. Así se puede determinar la proximidad de un objeto, siempre que sea ferromagnético.
APLICACIONES DE SENSORES POR EFECTO HALL Una de las aplicaciones de los sensores por efecto Hall que más se ha instalado en la industria, en especial en la automotriz, es como reemplazo del sensor inductivo o pickup magnético que describimos más arriba (basado en un imán permanente y una bobina). Dado que en este caso el sensor, por estar implementado por un semiconductor, tiene la capacidad de poseer electrónica integrada, la señal que sale de los sensores por efecto Hall para uso como detectores de proximidad por lo general ya está amplificada y condicionada, de modo que su utilización es mucho más directa, fácil y económica. Otra aplicación es la medición de la corriente que circula por un conductor, con lo que se pueden implementar medidores de seguridad sin necesidad de insertarlos en el circuito eléctrico de un sistema donde se maneja potencia. Los sensores pueden estar construidos en una cápsula de tipo circuito integrado o una de transistor
TRANSISTOR: Dispositivo electrónico de material semiconductor (germanio, silicio) capaz de controlar una corriente eléctrica, amplificándola y/o conmutándola. Posee tres conexiones: Colector, Emisor y Base. O también pueden tener una carcasa con un orificio por el que pasará el cable cuya corriente se va a medir.
Se utilizan también chips por efecto Hall como interruptores accionados por el campo magnético de un imán. Un caso concreto es en los sensores de los sistemas de alarma (aquellos que se colocan en puertas y ventanas, para detectar su apertura). Estos interruptores tienen la ventaja de no sufrir fricción al ser accionados, ya que el único elemento que toma contacto es el campo magnético. Son utilizados en teclados de alta eficiencia, y estos mismos interruptores se pueden usar como sensores de choque (contacto físico), posición de un mecanismo, cuentavueltas, límite de carrera y otras detecciones mecánicas dentro y en el exterior de un robot.
UGN3503 - SENSOR DE EFECTO HALL LINEAL, RADIOMÉTRICO El UGN3503, disponible en varias cápsulas de tipo transistor. Dispositivo electrónico de material semiconductor (germanio, silicio) capaz de controlar una corriente eléctrica, amplificándola y/o conmutándola. Posee tres conexiones: Colector, Emisor y Base. Puede detectar con precisión pequeños cambios en la densidad de un flujo magnético, incluso aquellos demasiado débiles como para actuar sobre interruptores de efecto Hall. Tiene sólo tres conexiones, que son la alimentación (4,5 a 6 V), el común o tierra, y la salida. Si no hay campo magnético aplicado, la tensión en la salida es de la mitad del voltaje de alimentación. Si se acerca al sensor el polo sur de un elemento magnetizado, la tensión de salida sube. Si se acerca el polo norte el voltaje de salida de disminuye.
UGN3113 - UGN3119 INTERRUPTORES DE EFECTO HALL El UGN3113, un interruptor con salida de colector abierto, que posee un regulador de voltaje incorporado, de modo que el componente se puede alimentar con tensiones entre
4,5 a 24 volts. La salida es compatible con lógica TTL y CMOS. Este interruptor magnético está disponible en cápsulas SOT89 (de montaje superficial) y en cápsulas de tres patas, tipo transistor que es un dispositivo electrónico de material semiconductor (germanio, silicio) capaz de controlar una corriente eléctrica, amplificándola y/o conmutándola. Posee tres conexiones: Colector, Emisor y Base, tiene una sensibilidad de 50 a 450 G. El UGN3119 tiene las mismas características excepto que su sensibilidad es de 125 a 500 G.
MÓDULO CMPS03 DE BRÚJULA CMPS03 de Devantech, que determina un ángulo respecto al campo magnético de la Tierra. Este módulo es una plaqueta de 26 x 28 mm que utiliza dos sensores de campo magnético KMZ51 de Philips, suficientemente sensibles como para detectar el campo magnético terrestre. Tiene una resolución de 0,1 grados y una precisión de 3 a 4 grados. Se puede conectar con facilidad a un micro controlador, utilizando una interfaz I2C. También tiene una salida en la que indica el ángulo con un pulso de ancho modulado.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE SENSORES POR EFECTO HALL VENTAJAS: Bajo costo Ausencia de contacto No sensible a factores ambientales
DESVENTAJAS: Baja presión Necesidad de alimentación
3. TRANSFORMADORES LINEALES VARIABLES (LVDT) Es un dispositivo de censado de posición que provee voltajes de salida de CA proporcional al desplazamiento de su núcleo que pasa a tr avés de sus arrollamientos.
