SENSORES INDUSTRIALES ROBOTICA

Se definen como:
1. Dispositivos situados en cierto medio, que generan una senal de una determinada forma fisica convertible en otra señal de una forma física diferente.
  1. El elemento que realiza dicha conversación se suele denominar TRASDUCTOR.
    1. La utilización conjunta del sensor da lugar a un ¨sistema sensor¨ adecuadamente construidos para trabajar en condiciones existentes en un entorno industrial ¨Temperatura elevada presencia de polvo, humedad relativa se les denomina.
      1. SENSORES INDUSTRIALES
  2. Sensor: Dispositivo que convierte una variable fisica no electrica en otra electrica que contiene información, algunas funciones son:
    1. -Amplificación de la señal -Filtrado -Corrección -Conversión
SE CLASIFICAN EN:
1. Principio de funcionamiento.
  1. Activos.
    1. La maginitud fisica a medir proporciona la enrgia necesaria, para la generacion de salida electrica.
      1. -Piezoelectricos -Fotoelectricos -Termoelectricos -Magnelectricos
  2. Pasivos.
    1. Se limita a modificar algunos de los parametros electricos caracteristicos .
      1. -Resistivos -Capacitivos -Inductivos -Otros
2. Tipo de senal electrica generada.
  1. Digital.
    1. Generan senales electricas que toman numero finito de niveles o estados entre maximo y minimo.
  2. Analogica.
    1. Pueden tomar cualquier valor dentro de unos margenes llevando la informacion a su amplitud, equivalen a la suma de senoides de frecuencia minima mayor que cero.
  3. Temporal.
    1. Proporcionan salida de senales pueder ser senoidales o cuadradas generada por un circuito.
      1. -Frecuencia -Fase -Duracion de impulso -No de impulsos
3. Rango de valores proporcionados.
  1. De medida.
    1. Proporcinan a la salida todos los valores posibles correspondiente a cada valor de la variable dentro de un rango, pueden ser Digital, Analogicas o Teporales.
  2. Todo-Nada.
    1. Detectan solamente si la magnitud de la variable de entrada esta por encima o por debajo de un valor, solo puede tomar dos valores y se le denomina exceso de simplificacion.
4. Nivel de integracion.
  1. Discretos.
    1. Sistema de sensores en los qe el circuito de acondicionamiento se realiza mediante componentes
  2. Integrados
    1. estan construidos en unico circuito integrado monolitico o hibrido.
  3. Inteligentes
    1. La salida del circuito acondicionador debe ser modificada para cumplir con las siguientes tareas:
      1. -Corregir no lineales -Verificar el correcto funcionamiento -Transmitir informacion a distancia
5. Tipo de variable Fisica medida
  1. -Presion -Temperatura -Humedad -Fuerza -Aceleracion -Velocidad -Caudal -Desplazamiento de objetos -Nivel de solidos o liquidos -Quimicos.
6. Modo de operacion.
  1. Deflexion
    1. La variable medida produce otra similar en el sensor pero opuesta y directamente relacionada con ella.
  2. De Comparacion
    1. Son mas presisas porque se pueden calibrar con un patron de calidad,el detector debe medir alrededor de cero y en ocasiones ha de ser muy sensibles.
7. Funcion de transferencia.
  1. Relacion matematica que existe entre la magnitud de entrada del sensor y la senal de salida.
    1. Lineales
      1. Es una ecuacion diferencial de coeficientes constantes, pueden ser de orden cero uno o dos.
    2. No lineales
      1. Cuando la funcion de transferencia, no es una ecuacion diferencial lineal de coeficientes constantes.
SE CARACTERIZAN POR:
1. Campo o rango de medida.
  1. Se define como;
    1. El conjunto de valores de la magnitud a medir que estan comprendidos dentro de los limites superior e inferior de la capacidad de medida del sensor.
2. Forma de variacion de la magnitud de entrada.
  1. Estaticos
    1. Se caraterizan por no presentar variaciones rapidas o discontinuas en el tiempo que implica un contenido armonico de baja frecuencia.
  2. Dinamicos.
    1. son de naturaleza periodica,estable y continua como manifestacion de su propio funcionamiento.
  3. Transitorios.
    1. se producen en sistemas fisiocs de alguna perturbacion de algun punto de los mismos, presentan cambios bruscos que contienen la informacion principal del sistema
  4. Aleatorios.
    1. presentan variaciones no previsibles en sus parametros (amplitud y frecuencia)precisa de criterios estadisticos y de funciones de probabilidad
CARACTERISTICAS ELECTRICAS.
1. De salida
  1. Todo-Nada.
    1. Todo -Nada cuatros hilos
      1. Consumo del sensor: Mediante la potencia de watios o voltamperios. según se alimenta en continua o alterna.
      2. Corriente de carga mínima: Circulación de corriente mínima.
      3. Tensión Residual: Es el valor máximo de la tensión que puede haber cuando se encuentra activado.
      4. Corriente Residual: La corriente que circulan atraves de la carga cuando el sensor esta desactivado.
      5. Similar a la de tres hilos, y tiene dos salidas que pueden estar realizadas con transistores PNP y NPN una de la cuales es normalmente cerrada.
    2. Todo-Nada de dos y tres hilos.
      1. Se caracteriza porque sus hilos se alimenta y carga, tres terminales de la cuales dos proporcionan la tensión de alimentación al sensor y la carga al tercero.
    3. Salida Electronica.
      1. Numero de terminales de salida: Sensores de dos tres y cuatro hilos.
      2. Niveles de salida a los valores de la variable: Sensores de proximidad sin contacto.
      3. Tipo de dispositivo electronico utilizado: Transitor NPN y PNP de alimentación alterna.
    4. Salida tipo Relé.
      1. Posee un contacto conmutado que recibe la denaminacion SPST, normalmente abierto normalmente cerrado.
    5. Proporcionan dos niveles de tensión a su salida y por ello la configuración es la mas parecida a la digital con sus siguientes parametros:
      1. Configuracion de Salida.
        Similar al digital. pueden hacer otro tipo de cargas.
      2. Tension de alimentacion.
        Puede ser continua o alterna.
      3. Corriente de carga maxima.
        La máxima corriente que puede circula de uno u otro sentido.
  2. Digital.
    1. Es la corriente carga maximá que puede circular de uno u otro sentido através de la terminal de salida.
  3. Analogica
    1. La transmision de la corriente proporciona la realizacion de los convertidores tension corriente en un circuito integrado.
  4. Temporal
    1. El parametro mas importante es la cargabilidad de salida y compatibilidad entre los niveles de tensión y corriente del sistema electronico conectado a el.
2. Es el tipo de formato utilizado y tiene una gran importancia porque de ellas depende la compatibilidad entre el sensor industrial y el sistema acoplados a el.
CARACTERISTICAS DE ALIMENTACION
1. Los autogeneradores o activos para se funcionamiento necesitan una fuente de alimentacion que les proporcione atencion electrica que funcionen adecuadamente, pueden ser:
  1. Continua
    1. Ondulacion Residual
      1. Maxima tension alterna pico a pico superpuesta a la tension continua de alimentacion admisible para el sensor.
  2. Alterna
CARATERISTICAS DE AISLAMIENTO
1. Cuando un sensor esta aislado electronicamente es importante conocer el grado de aislamiento entre ellas.
  1. Resistencia de aislamiento: Entre las partes de medida mediante la aplicacion de una tension continua de un valor.
  2. Tension de ruptura o rigidez dielectrica
CARACTERISTICAS MECANICAS
1. Aspectos de tipo mecanico, condicones de manejo e instalacion
  1. Configuracion constructiva y sus dimensiones externas
  2. Instrucciones de montaje
  3. Tipo, tamano y localizacion de conexiones elctricas y mecanicas
  4. Ajustes externos
  5. Material de la carcasa
  6. Grado de proteccion
2. Proteccion ambiental
  1. Normas aplicables (IEC 144) Especifica el grado de proteccion a la entrada de agentes externos solidos o liquidos.
  2. Denominado grado de sellado de los sensores es una caracteristica mecanica de importancia de un sistema hermetico sometidas a condiciones ambientales.
CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO
1. Hacen referencia a unas condiones determinadas de acuerdo con la naturaleza, se clasifican en:
  1. Estaticas.
    1. Describen el comportamiento de condiciones ambientales determinadas y en ausencia de condiciones externas tales como vibraciones, aceleraciones y golpes.
      1. Exactitud; Capacidad para proporcionar a su salida una senal que coincida al valor verdadero.
      2. Precision, repetibilidad y reproducibilidad; Proporciona el mismo valor de la salida de una secuencia de medida del valor de la variable de entrada en las mismas condiciones ambientales.
      3. Calibracion: Ajusta la salida de un sensor sobre su rango completo de medida correspondiente a la magnitud a medir.
      4. Histeresis: Maxima diferencia entre las senales de salida.
      5. Linealidad: Maxima desviacion de la curva de calibracion.
      6. Umbral: Se define en terminos en la magnitud a medir y puede tener diferentes valores en las distintas zonas del rango.
      7. Resolucion: Cambio o escalon mas pequeno de la salida cuando la magnitud a medir varia continuamente dentro del rango y se expresa % del valor a escala.
      8. Sensibilidad: Representa la variacion de la salida del sensor.
  2. Dinamicas.
    1. Especifican la respuesta al variar la magnitud al medir.
      1. Respuesta en frecuencia: La varaciacion de la relacion entre las amplitudes de las senales de salida y de entrada.
      2. Tiempo de Respuesta: Valor medido del tiempo que tarda la salida en de todo a nada y Vicsa.
      3. Tiempo de subida: Determina el intervalo comprendido entre la senal de salida y valor final.
      4. Constante de tiempo: Tiempo necesario pra que la salida alcanze el 63% de su valor final.
      5. Amortiguamiento: Diferencia entre el valor del pico de la senal de salida y su amplitud final.
  3. Ambientales.
    1. Efectos Termicos: Intervalo de temperatura ambiental de acuerdo con las especificaciones.
    2. Efectos de la Aceleracion: La diferencia maxima entre lo valores de salida de una aceleracion y en ausencia de ella.
    3. Efectos de la presion ambiental: Maxima variacion de la senal de salida cuando la presion ambiental cambia.
    4. Efectos de las perturbaciones electricas: Perturbaciones no deseadas, que son captadas procedentes del entorno fisico en el que se utiliza.
    5. Otros Efectos: La humedad, la corrosion, la atmosfera salina, Etc.
  4. Fiabilidad.
    1. Hacen referencia a la vida util del sensor, y las consecuencias de envejecimiento que aparecen con el transcurso del tiempo.
DE APLICACION GENERAL EN PROCESOS DE FABRICACION.
1. Sensores detectores de objetos: Segun la distancia se clasifican en:
  1. Con contacto
    1. Sensores de Proximidad con contacto.
      1. Finales de carrera.
        Detectan que un objeto en movimiento alcanza una determinada posicion.
        Poseen un unico contacto con pequena capacidad de ruptura
        Disenados para controlar directamente cargas electricas.
        Elementos
        Actuador de movimiento rectilineo o lineal, de movimiento circular, de movimiento espacial.
        Cabeza: Elemento sobre el que se ancla el actuador.
        Mecanismo: Provoca el cierre y apertura.
        Caja: Capsula que contiene el mecanismo, los contactos y las terminales.
        Salida: Orificio en el que se introducen los cables de conexión.
        Taladros de sujeción: Orificios que permiten el anclaje mecanico.
        Modo de operación: Se produce como consecuencia de la insidencia de un objeto sobre el actuador.
        -Fuerza Total (FT): Fuerza necesaria para que el actuador realice el recorrido total.
        Posición libre (PL): posición del actuador cuando no se ejerce fuerza.
        Desplazamiento diferencial (DD): Representa la diferencia entre PO y PR
        Trabajo antes de la activación (TAA): TRabajo que es necesario realizar para que el actuador llegue a PO.
        Fuerza de actuación (FA): Es la fuerza necesaria de un valor nulo para que produzca la actuacion del contacto.
        Fuerza de desactivación oretorno (FR): Cuando decrece después de haberse activado el contacto para que se desactive.
        Posición de desactivación o retorno (PR): Posicion del actuador cuando se produce la desactivacion.
        Posición de operación o activación (PO): Posición del actuador cuando se produce la activacion
        Posición final (PF)
        Desplazamiento antes de la activación (DAA): Espacio que recorre el actuador desde PL hasta PO.
        Desplazamiento despues de la activacion (DDA): ESpacio entre PA hasta PF.
        Desplazamiento total (DT): Espacio que recorre el actuador desde PL hasta PF.
        Trabajo despues de la activacion (TDA): Trabajo que es necesario realizar pra que el actuador llegue desde PO hasta PF.
        Trabajo total (TT): Trabajo total que es necesario realizar pra que el actuador llegue desde PL hasta PF.
        Contactos electricos: Un solo contacto o polo se denomina unipolar, si tiene dos contactos se denomina bipolar
        Caracteristicas tecnicas.
        Electricas.
        -Tension mäxima de conmutacion -Corriente de pico maxima en regimen estatico -Corriente maxima de conmutacion -Resistencia del contacto -Frecuencia de operacion -Resistencia de aislamiento -Rigidez dielectrica.
        Mecanicas.
        -Resistencia a las vibraciones -Resistencia a los golpes -Peso -Dimensiones -Velocidad de actuacion -Frecuencia de actuacion - Fuerza de operacion -Fuerza total -Carrera ttotal
        Ambientales.
        Temperatura ambiente : Establece el rango de temperaturas en que puede trabajar al final de la carrera.
        Humedad ambiente: Establece el m,aximo valor de la humedad relativa con el que púede trabajar al final de la carrera.
        Fiabilidad.
        Vida util electrica: Establece el numero minimo de maniobras aperturas y cierres que es capaz de realizar el final de carrera sin que se deteriore su contacto electrico.
        Vida util mecanica: Indica el numero minimo de maniobras mecanicas que garantiza los parametros caracteristicos en el limite especificado.
      2. Principales caracteristicas son:
        No les afecta las interferencias del medio como la luz, ruidos electricos y radiaciones electromagneticas.
        Su salida esta constituida por uno o mas contactos libres de potencial.
        Su funcionamiento es exclusivamente mecanico.
        Pueden detectar cualquier objeto independientemente del material.
    2. Microrruptores: son dispositivos detectores de objetos de reducidas dimensiones y elevada precision, idoneos para ser utilizados en maquinas que tienen automatizacion.
      1. -Detencion de apertura y cierre de puertas -Detencion de presencia de objetos - Detencion de piezas en movimiento -Detencion de ordenes manuales.
  2. Sin contacto
    1. Son sensores todo o nada que detectan, el objeto sin que exista contacto fisico entre ambos,pueden ser NA o NC.
      1. Se comercializan con terminales o con cables segun norma UNE EN 60947-5-2 [AENO 05] se establece tipo de sensor, la numeracion, y el color.
        Sensores de proximidad NP. De dos hilos: Se pueden alimentar tanto como de CC como de CA, en este tipo de sensores las denominaciones L1,N,L+yL Se colocan todas ellas en ambas terminales.
        Sensores de proximidad NP. de tres hilos: La alimentacion se aplica siempre entre la terminal cable (BN) y el (BU) la salida siempre es el (BK) di es NA o NC.
        Sensores proximidad de cuatro hilos: El positivo de la alimentacion se aplica al terminal 1 cable (BN) y el negativo al 3 cable (BU). la salida NA es siempre el terminal 4 (BK) y la NC es siempre la terminal 2 (WH).
        Sensores de proximidad P. de dos hilos: Se alimentan en CC al que se conecta el positivo es (BN) y el que se conecta al negativo es el cable (BU) Al primero se le asigna el 1 y al segundo el 2 o el 4
        Sensores de proximidad P. de tres hilos: El positivo de alimentacion se aplica al terminal 1 cable (BN) y el negativo al terminal 3 cable (BU) la salida siempre al terminal (BK).
        Sensores Optoelectricos de proximidad.
        Detectan la presencia de un objeto mediante fenomenos relacionados con la luz, suelen recibir diferentes nombres entre los que cabe citar los de fotocelulas, detectores opto electricos, sensores de proximidad opticos y detectores de proximidad fotoelectricos.
        Fotocelulas de barrera: En ellas el emisor y el receptor estan fisicamente separados y el objeto interrumpe el haz.
        Fotocelulas de reflexion: El emisor y el receptor estan colocados en la misma carcasa, y el rayo de luz sale del emisor se refleja y vuelve al receptor.
        Caracteristicas
        Constan de un elemento emisor emisor de luz y otro receptor de luz que estan montados sobre la misma carcasa, poseen lentes, filtros de luz.
        Circulo emisor: No trabaja con luz continua si no que lo hacen con luz modulada, en la modulada envia impulsos de luz corriente para que salgan impulsos de luz.
        Fuente de luz: Trabajan con luz visible o con luz infraroja porque el rango de longitudes de onda corresponde es que se obtiene mayor potencia y rendimiento.
        Lente del emisor: la fuente de luz emite una radiacion que se propaga en todas las direcciones se coloca un lente y la fuente luminosa y se situa en el foco de la misma.
        Diafragma del emisor: Incrementa el caracter puntual de la fuente luminosa y coonseguir asi una mayor focalizacion del haz entre la fuente deluz y el lente emisor.
        Elementos del receptor:
        Lentes del receptor: con el fin de emplear un lente que concentre haz luz, procedente del emisor del elemento fotosostenible , los rayode de luz dan correctamente el elemento fotosostenible del receptor.
        Elemento fotosostenible: Cuando la luz incide sobre el se modifica el valor de alguno de sus parametros caracteristicos.
        Circuito del receptor: Amplifica la selnal electrica generada por el elemento fotosostenible y establece la senal de lsada aparit de ellla
        Diafragma del receptor: Limita el angulo y la seccon para eviatr en lo posible la luz que no procede del emisor.
        Filtro optico: Evita el paso de los componentes del espectro luminoso procedentes del entorno suceptible de causar interferencias .
        Caracteristicas tecnicas.
        Histeresis: Cuando la posicion del objeo en la que se activa no coincide con la posicion en la que se desactiva.
        Desalineacion angular: Es una caracteristica tipica de la fotocelulas de tipo barrera o reflexion sobre espejo, indica el valor del angulo que esta girado el eje optico.
        Ecxesode ganancia:Elcircuito del receptor de fotocelula activa o desactiva la salida segun la senal que recibe el elemento fotosensible del receptor este por encima o por debajo del umbral.
        Iluminacion ambiental: Puede recibir el receptor sin que se produzca un al funcionamiento.
        Activacion de la salida : Pueden tener dos operacionex segun su salida se active consureceptor recibe la luz y cuando no lo recibe.
        Sensores optoelectricos de barrera de luz
        Este tipo de sensores esta constituido por un emisor y un receptor dispuestos fisicamnete de tal forma que en ausencia de un objeto lo rayos de luz generados por el emisor alcanza el receotior y constituye una barrera de luz.
        Campo de trabajo: Trabajo o rango de operacion es la parte del espacio en la que se pueda detectar un objeto,es el cilindro que une al emisor co el receptor.
        Normas de instalacion: tiene el emisor y el receptor instaldos en diferentes puntos con sus correpondientes cableados funcieone correctamente ahi que tener en cuenta un conjunto de normas de instalacion.
        Interferencias mutuas: Cuando dos o mas fotocelulas se colocan adosadas o muy cercanas entre si, puede ocurrir que un receptor recibe luz del emisor que no esta asociado con el, tal y como se evidencia.
        Fotocululas de fibra optica.
        Es una guia de ondas luminosas que se propongan a traves de ella mediante reflexiones sucesivas , Esta constituida por dos cilindros coaxiales de material transparente de radiacion y diferente indice de refraccion.
        Fibras de salto o escalon: Indice de refracion cambia bruscamente del nucleo de revestimiento trayectoria seguida por el rayo de la luz lineal.
        Fibras de indice gradual: Nucleo variable y depende de la distancia.
        Sensores de optoelectricos de fibra optica.
        Estan formados por una fuente de luz, (diodo, luminese, infrarojo , laser etc. con una determinada de magnitud fisica.
        Sensores intrisecos: la luz transportada por la fibra optica, se modifica en un elemento externo bajo la accion de la magnitud a medir.
        Sensores intrisecos:La magnitud a medir se modifica a medir las caracteristicas opticas de fibra optica directamente o atravez del recubrimiento.
        Sensores evanences : Permite detectar ciertos elementos quimicos o la densida del medio en el que esat situado el sensor a traves de la influencia en el campo evaneste.
        Sensores magneticos de proximidad.
        Las fotocelulas de reflexion sobre e el espejo se componen con un emisor y un receptor moontados en la misma carcasa, y yun espejo se que se coloca en frente de ellos.
        Campo de trabajo: Es la zona que se puede colocar en el espejo reflector de todos los campos.
        Emisor: genera un rayo de luz dentro del espectro visible, infrarojo cercano al laser.
        Receptor: Recibe o no el rayo emitido por el emisor, o lo recibe con algun cambio especifico de sus caracteristicas segun que en la trayectoria encuentre su objeto a detectar.

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