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Captadores.
La adquisicin de datos integra el conjunto de los componentes
que proporcionan informacin sobre
el estado de un producto, una mquina o una instalacin.
Dichos componentes pueden detectar un estado, controlar un
umbral, seguir la posicin de un mvil
o identificar un objeto y sus caractersticas.
En base a su tecnologa, los interruptores de posicin
electromecnicos, los detectores de
proximidad inductiva y los detectores fotoelctricos detectan los
estados, controlan la presencia, la
ausencia o el paso de un objeto, su color o tamao, un estado de
riesgo...
Los interruptores de flotador, los presostatos y los vacuostatos
indican las variaciones de nivel o de
presin. Estos aparatos proporcionan informacin Todo o Nada
cuando se alcanzan umbrales previamente fijados
Montaje y mantenimiento elctrico. Sensores y captadores
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Captadores (detectores)
1.-El interruptor de posicin, tambin conocido como final de
carrera, conmuta cuando el objeto a detectar acciona fsicamente el
elemento actuador del captador. Su emisin de seal es digital
binaria (ON/OFF) y se realiza por
cierre o apertura de un contacto electromecnico, informando
sobre: presencia o ausencia, paso, posicionamiento,
final de carrera (recorrido de un mvil).
Ventajas:
Robustez elctrica, aptos para ambiente industrial.
Inmunidad a los parsitos (interferencias)
electromecnicos
Instalacin sencilla
Fcil asociacin serie y paralelo, sin restricciones
Inconvenientes:
Para la deteccin precisa contacto fsico con el objeto
Dificultades de uso en altos grados de proteccin (IP)
Baja frecuencia de conmutacin
Nmero de maniobras limitadas (reposicin)
No apto para vibraciones elevadas
Contacto de ruptura lenta: la velocidad de desplazamiento de los
contactos es igual o proporcional
a la velocidad del elemento que lo acciona
Contacto de ruptura brusca: la velocidad de desplazamiento de
los contactos es independiente de la
velocidad del elemento que lo acciona, de este modo se
obtiene buen rendimiento, an con velocidades muy
bajas (muelles, resortes).
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Segn material de envolvente (cuerpo):
Plstico, doble
aislamiento
Metlico Polister Naranja o rojo:
aplicaciones de
seguridad
Interruptores de posicin
Segn forma de accionamiento
Lineal
Angular
Caractersticas:
-Categora de empleo
-Tensin de empleo
- Intensidad nominal
-Tensin de aislamiento
- Intensidad de cortocircuito
- Carrera de apertura
- Fuerza de apertura
- Velocidad de ataque
- Apertura positiva (si/no)
- Durabilidad elctrica/mecnica.
-AMBIENTE:
-Grado IP
-Temperatura y humedad
-Proteccin contactos indirectos
Segn tipos accionamiento
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Escamoteable (unidireccional): El interruptor de posicin
acciona sus contactos en una sola direccin de
movimiento, en la otra direccin de movimiento la
deteccin es ignorada
NO acciona contactos
Acciona contactos
interruptores de posicin especficos
Doble con vuelta a cero: El interruptor de posicin
dispone de dos contactos independientes: uno que
acta slo en una direccin de movimiento, y el otro
que acta slo en la otra direccin de movimiento
acciona contacto 1
acciona contacto 2
Los principales factores que determinan la eleccin de un
interruptor de posicin son:
la proteccin contra los golpes, las salpicaduras..., las
condiciones ambientales: humedad, polvo, corrosin, temperatura...,
el espacio disponible para instalar, fijar y ajustar el aparato,
Condiciones de uso: frecuencia de las maniobras, masa y velocidad
del mvil que se controla. -Exigencias de precisin y fidelidad.
-Esfuerzo necesario para accionar el contacto,
El nmero de ciclos de maniobra, El nmero y el tipo de los
contactos: ruptura lenta o brusca, posibilidad de ajuste, la
naturaleza de la corriente, el valor de la tensin y de la corriente
que se deben controlar.
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Detecta la presencia de un objeto frente a la cara sensible del
detector. Su emisin de seal puede ser
digital binaria o analgica, informando sobre: presencia o
ausencia, paso, posicionamiento, final de
carrera o rotacin por contaje.
cara
sensible
oscilador
alimentacin interna
demodulador
transformacin seal
y disparo
etapa de salida
sealizacin
Sensores o Detectores de proximidad
No hay contacto, ni reaccin fsica sobre el objeto a detectar
posibilidad de detectar objetos frgiles, blandos o recin
pintados
Nmero de maniobras ilimitado conmutacin esttica, sin piezas en
movimiento
sistema completamente encapsulado en resina (proteccin IP
elevada) Muy buena resistencia a los entornos industriales
Cadencias de funcionamiento elevadas
Grandes velocidades de ataque tiene en cuenta informacin de muy
corta duracin
alcanza altas frecuencias de conmutacin
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1. Detector de proximidad inductivo: Para la deteccin de objetos
metlicos
Los bobinados del oscilador constituyen la cara
sensible, crendose en la parte frontal del sensor
un campo magntico alterno. Cuando se
introduce un objeto metlico metlico en este
campo, las corrientes inducidas producen una
variacin en el campo inicial que producir la
seal de salida deteccin.
2.- Detector de proximidad capacitivo:
Deteccin de objetos aislantes, materiales
lquidos y materiales polvorientos. (no-
metlicos)
Los condensadores del oscilador constituyen la
cara sensible. Cuando se introduce un material,
conductor o aislante, en este campo, modifica las
capacidades del campo elctrico, provocando el
disparo en el circuito de deteccin.
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Detector fotoelctrico Fotoclulas: Un detector fotoelctrico (o
clula fotoelctrica) se compone esencialmente de un
emisor de luz asociado a un receptor fotosensible. La deteccin
de un objeto es efectiva cuando
interrumpe o hace variar la intensidad del haz luminoso.
emisor luz
alimentacin interna
transformacin
seal y disparo
etapa de salida
sealizacin
receptor luz
Ventajas:
Deteccin sin contacto fsico.
No hay reaccin fsica sobre el elemento a
detectar.
Deteccin de objetos de cualquier naturaleza
Distancias de deteccin del objeto, desde algunos
milmetros hasta varios metros.
Funcionamiento a unas cadencias y velocidades
de ataque elevadas.
Inconvenientes:
Limitaciones en entornos difciles (suciedad)
En emisiones de luz no modulada hay que
evitar la incidencia directa de luz parasitaria
sobre el receptor.
Segn el sistema fotoelctrico utilizado, puede
que dependa la deteccin: del color,
transparencia y reflexin del objeto o si ste es
slido, liquido o polvoriento.
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Detector fotoelctrico de BARRERA:
Emisor y receptor estn separados en sendos envolventes montados
cara a cara.
La deteccin de materiales opacos o reflectantes. Los entornos
contaminados: polvo, humos, vapores, lluvia, etc. Las largas
distancias (hasta 500 m) Deteccin de pequeos objetos.
Sistema adecuado para:
Necesita alineamiento riguroso. No detecta materiales
transparentes. Necesita asociar emisor y receptor del mismo modelo
y fabricante.
Inconvenientes:
-
Detector fotoelctrico REFLEX:
Emisor y receptor estn en el mismo envolvente.
El retorno del haz se realiza mediante un reflector de prismas
montado cara a cara.
Las aplicaciones en que la deteccin solo es posible por un lado.
Alcances cortos y medios. Una instalacin rpida y fcil, permite una
cierta desalineacin.
Sistema mejor adaptado para:
Los entornos deben ser relativamente limpios. No usar para
detectar objetos lisos y reflectantes. No es aconsejable para
detectar objetos pequeos
Inconvenientes:
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Detector fotoelctrico de PROXIMIDAD:
Emisor y receptor estn en el mismo envolvente. El haz luminoso
es reflejado por el propio objeto.
La deteccin de objetos transparentes, translcidos o altamente
reflectantes. La deteccin de marcas impresas. Los alcances
cortos.
Sistema adecuado para:
Los alcances estn en funcin del poder reflectante y el color del
objeto a detectar. Posible influencia del plano posterior al
objeto. Evitar en entornos contaminados o deteccin de objetos
pequeos.
Inconvenientes:
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Modo de conexin: por cable, conector, borne,..
forma rectangular
Construccin robusta Mayor alcance Flexibilidad de conexin:
salida por bornes
forma cilndrica
Instalacin y reglajes rpidos Dimensiones reducidas Salida por
cable sobremoldeado o por conector
Forma: cilndrica, rectangular,
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Inductivos Capacitivos
miniatura y cortos
cuerpo metlico cuerpo de plstico
conexin por conector
deteccin materiales conductores
deteccin materiales aislantes
cuerpo compacto
largo alcance (hasta 60 mm)
enchufable sobre zcalo con bornes
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Detectores a 2 hilos
BN
BU
/ - / +
carga
/ + / -
Se conectan como los interruptores de posicin: van provistos
solamente de dos hilos y el detector est en
serie con la carga a controlar.
Aconsejable proteger con un fusible de fusin rpida.
Elemento de conmutacin NA NC.
Alimentacin:
- c.c. no polarizados (+/- indistintos)
- c.c. polarizados (ver polaridad)
- c.a. c.c./c.a. (polaridad indistinta)
detector proximidad inductivo
detector proximidad capacitivo
simbologa
( - ) BU Blue Azul
( + ) BN Brown Marrn
cdigo de colores en hilos
Segn la forma de conexin:
-
PNP
BN
BK
+
BU
carga
-
NPN
BU
BK
-
BN
carga
+
Tienen dos hilos para la alimentacin del detector y un hilo
para la transmisin de la salida (OUT)
Normalmente estn protegidos contra cortocircuitos y cambios
de
polaridad.
Elemento de conmutacin NA NC (o ambos, 4 hilos)
Modelos:
- PNP (salida polo positivo)
-NPN (salida polo negativo)
-O tambin
-PNP: Negativo comn
-NPN: Positivo comn
BU(-) Blue Azul
cdigo de colores en hilos
BN(+) Brown Marrn
BK (out) Black Negro
Detectores a 3 hilos
-
Alcance nominal (Sn)
Alcance efectivo (Sr)
Alcance de trabajo (Sa)
Alcance convencional que sirve para designar el aparato
(distancia entre la cara sensible y el objeto, sin tener en
cuenta
las dispersiones)
Se mide bajo tensin (Un) y temperatura ambiente (Tn)
asignada (suele estar entre el 90 y 110% de Sn)
Corresponde al espacio en el cual la deteccin es segura, sin
importar las dispersiones. Queda comprendido entre el 0 y
81% del alcance nominal
Placa de medida: placa cuadrada, con espesor de 1
mm de acero dulce, clase Fe 360 y de lado igual al
dimetro de la cara sensible del sensor.
Carrera diferencial: distancia
entre el punto de accionamiento
cuando la placa se aproxima al
detector y el punto de
desaccionamiento cuando la
placa se aleja del detector.
-
Intensidad de fuga (Ir)
Tensin residual (Ud)
Retardo a la disponibilidad
Tiempos de respuesta
Frecuencia de conmutacin
Intensidad que atraviesa el detector en estado abierto
(caracterstica propia de los detectores de 2 hilos)
Tensin en los bornes del detector en estado pasante
(caracterstica propia de los detectores de 2 hilos)
Tiempo necesario para garantizar la correcta seal del
detector desde su puesta en tensin.
Tiempo entre la deteccin y la emisin de la seal:
Retardo al accionamiento (limita la velocidad de paso del objeto
en funcin de sus dimensiones)
Retardo al desaccionamiento (limita el intervalo entre dos
objetos consecutivos)
Ensayo de laboratorio que
indica el mximo numero de
detecciones (objetos) por
tiempo.
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Detector en serie
con un contacto:
Con el contacto abierto el detector est sin ten-
sin, por tanto, no funcio-
na.
Cuando se cierre el contacto tendr que
transcurrir el tiempo de
retardo a la disponibilidad
hasta que el detector sea
operativo.
Tcnica tres hilos:
Cuando el detector anterior pase a estado pasante, tendr que
transcurrir el tiempo de retardo a
la disponibilidad hasta que el
detector siguiente sea operativo.
Por cada detector circular la corriente de la carga
aumentada
con la suma de las corrientes
consumidas por los detectores
situados aguas abajo.
En estado pasante cada detector produce una cada de tensin.
Asociaciones en serie:
Tcnica dos hilos:
La puesta en serie de varios detectores de dos hilos slo ser
posible con aparatos multitensin.
Cada detector se reparte la tensin de alimentacin en estado
no pasante ( U / n ).
Si un solo detector se queda en estado no pasante, recibir
casi
toda la tensin de alimentacin.
En estado pasante cada detector produce una cada de tensin
(la
tensin residual).
carga
U alimentacin
detector
1
detector
n
carga
U alimentacin
detector
1
contacto
mecnico
carga
U alimentacin
detector
1
detector
n
-
Tcnica dos hilos:
No es aconsejable la puesta en paralelo de varios detectores de
dos hilos.
Asimismo, no es aconsejable la puesta en paralelo de un detector
de dos hilos con un contacto mecnico.
Si uno de los aparatos se encuentra en estado pasante, o se
cierra el contacto mecnico, los aparatos
restantes quedan fuera de servicio.
Tcnica tres hilos:
Sin restricciones, es posible la puesta en paralelo de varios
detectores de tres
hilos, inclusive en paralelo con un
contacto mecnico.
asociaciones en paralelo:
carga
U alimentacin
detector
1
detector
n
carga
U alimentacin
carga
U alimentacin
-
Montaje. Influencias del entorno:
distancia de
empotrabilidad
influencia de las
masas metlicas
laterales
influencia mutua entre
detectores prximos
influencia mutua entre
detectores prximos
distancia a un
plano frontal
condiciones ambientales
de temperatura
-
Proteccin del cable:
contra tirones y otras solicitaciones
excesivas. Sujetar el cable en un punto
lo ms prximo posible al detector
para la unin con partes
mviles sujetar a ambos
lados y dejar bucle para
evitar tensiones del cable
en caso de derrame de lquidos
que puedan daar el aislante del
cable deber colocarse una
funda protectora resistente
-
rectangulares
Para uso general Mayores distancias Posibilidad de salida a
rel
cilndricos
Instalacin sencilla Dimensiones reducidas Apropiado para
detectar objetos pequeos
fibra ptica
Dimensiones mnimas Apropiado para detectar objetos muy
pequeos
Amplificador separado
Detectores fotoelctricos
-
2 HILOS
PNP - NPN
BN BU
BK
+/-
carga
-/+
BU BN
BN
BU
/ - / +
carga
/ + / -
14
carga
/ + / - / + / -
/ - / + / - / +
A2
13 A1
( - ) BU Blue Azul
cdigo de colores en hilos
(+) BN Brown Marrn
BK Black Negro
Tienen dos hilos para la alimentacin del detector y dos o tres
hilos para la transmisin de la salida.
Elemento de conmutacin por rel: NA, NC o ambos.
Detectores fotoelctricos. Conexin 3 HILOS 4 5 HILOS
-
Sistema barrera
carga
receptor emisor
U alimentacin Emisor y el receptor estn en diferentes
envolventes, luego
debern ser alimentados de
forma independiente.
El emisor tan solo necesita dos hilos para la alimentacin.
Por el contrario, el receptor depender de la tcnica
empleada: 2, 3, 4 5 hilos, y
ser la que determine la
polaridad (y colores) de las
conexiones.
-
Presostato / vacuostato
SISTEMA MEMBRANA
Cmara sellada con una membrana
y comunicada con el circuito de
presin/vaco a detectar.
Ante la existencia de presin/vaco la
membrana se deforma
proporcionalmente a la presin.
Llegado un punto determinado de la
deformacin acta sobre un dispositivo
electromecnico que emite la seal.
SISTEMA MBOLO
Cmara conteniendo un mbolo
posicionado por efecto de un muelle y
el otro extremo comunica con el
circuito de presin/vaco a detectar.
Ante la existencia de presin/vaco el
mbolo se desplaza hasta ser
contrarrestado por la fuerza de
oposicin del muelle.
Llegado un punto determinado del
desplazamiento acta sobre un
dispositivo electromecnico que emite
la seal.
regulacin
P P
-
SISTEMA MEMBRANA
Tubo alargado (capilar) que en el extre-
mo de deteccin est ensanchado y en
el extremo opuesto termina en una c-
mara sellada mediante una membrana.
El interior del capilar contiene un lquido
que al variar la temperatura se dilata (al
calor) o se contrae (al fro), deformando
la membrana.
Llegado un punto determinado de la
deformacin acta sobre un dispositivo
electromecnico que emite la seal.
SISTEMA PIEZOELCTRICO
El elemento detector es un bimetal
(unin de dos metales con diferente
coeficiente de dilatacin) que al ser
sometido a calentamiento se curvar
de forma proporcional a la temperatura.
Llegado un punto determinado de la
curvatura del bimetal acta sobre un
dispositivo electromecnico que emite
la seal.
T
regulacin Termostato
