1er dígito 2º dígito 3er dígito 4º dígito 5º dígito 6º dígito Modo de Instalación Forma y tamaño Función del Tipo de salida Método de
detección mecánica elemento de conexión
conmutación
I: inductivo 1: empotrable La forma se indica A: NA (cierre) P: salida PNP 1: conductores con una letra 3 o 4 bornes c.c. integrados mayúscula
C: capacitivo 2: no empotrable A: cilíndrica con B: NC (apertura) N: salida NPN 2: enchufable cuerpo roscado 3 o 4 bornes c.c
U: ultrasónico 3: uno u otro B: cilíndrica con C:inversor D: 2 bornes c.c 3: bornes cuerpo liso
D: fotoeléctrico C: rectangular de P: programable F: 2 bornes c.a 4: otros con detección sección cuadrada por el usuario
directa
R: fotoeléctrico D: rectangular de S: otro U: 2 bornes c.a réflex sección rectangular o c.c
T: fotoeléctrico El tamaño se indica S = otro de barrera con dos cifras para
el diámetro o la longitud del lado
conmutación electrónicos, sin par- tes móviles a no ser que incluyan un relé de salida. Los detectores induc- tivos producen un campo electro- magnético, utilizan una o dos bobi- nas, un oscilador y un circuito de conmutación. La presencia de obje- tos conductores cerca de la cara sen- sible donde está la bobina modifica de algún modo la energía emitida o el acoplamiento entre bobinas, es- pecialmente cuando intervienen ma- teriales ferromagnéticos. Los detec- tores capacitivos son parecidos; en este caso se utiliza el campo eléctri- co que produce un electrodo en su cara sensible y responden a mate- riales más diversos. Esto último pue- de ser una ventaja, pero debe tener- se en cuenta en ambientes húmedos y cuando se deposita suciedad.
La instalación de estos detectores es fácil, a menudo tienen una envol- vente cilíndrica roscada que permi- te atornillarlos en un taladro, pero debe tenerse en cuenta que el ma- terial del soporte puede perjudicar su funcionamiento. A no ser que sea un detector empotrable, es necesario dejar una zona libre alrededor de su cara sensible. El alcance nominal (sn) es la distancia máxima a la que se ga- rantiza el funcionamiento correcto en las condiciones que se especifican. Para determinarlo se utiliza una pla- ca normalizada cuadrada de acero dulce y 1 mm de espesor cuyo lado es igual al diámetro del círculo ins- crito sobre la superficie activa de la cara sensible o a tres veces el alcan- ce nominal. Si se trata de un detec- tor de proximidad capacitivo, esta
placa debe estar conectada a tierra. Los detectores fotoeléctricos tam- bién son muy comunes. En este caso actúan con los objetos que reflejan o interrumpen la luz visible o invisi- ble. Constan de un emisor (normal- mente un diodo LED o un láser) y un receptor (fotodiodo, fototransistor, dispositivo CCD, etc.) con los cir- cuitos y lentes necesarios. Casi siem- pre la luz que utilizan está modula- da, porque una señal alterna es más fácil de amplificar y además permite suprimir el efecto de la luz ambien- te. De todos modos conviene prote- ger el receptor contra un exceso de iluminación, porque si un fototran- sistor se satura ya no podrá amplifi- car nada.
Un detector fotoeléctrico puede actuar de tres formas:
• Tipo T (barrera). El emisor y un receptor están en módulos separados (a no ser que se trate de distancias muy cortas) porque se detectan los objetos que se interponen en el ca- mino del rayo luminoso.
• Tipo R (réflex). El emisor y el receptor están juntos y se añade un reflector en el extremo opuesto. A menudo se utiliza luz polarizada y un reflector que gira el plano de po- larización, para evitar los reflejos que puedan producirse en algunos obje- tos brillantes.
• Tipo D (detección directa). Ac- túan por la luz difusa que se refleja en los objetos que se pretende de- tectar.
También existen detectores ultra- sónicos. Los ultrasonidos pueden concentrarse en un haz relativamente
estrecho, por lo que a veces se utili- zan en aplicaciones similares a las de los dispositivos fotoeléctricos en ambientes donde la presencia de pol- vo, vapores, etc. haría difícil su em- pleo. Generalmente es una técnica de eco, utilizando el mismo transduc- tor como emisor y receptor. Esto se adapta de manera natural a la medi- ción de distancias, lo que se comen- ta más adelante.
Si se utilizan dispositivos electró- nicos debe tenerse especial cuidado con las conexiones eléctricas, porque en muchos casos necesitan una ali- mentación adicional y las salidas pue- de que no actúen como en los dis- positivos electromecánicos. Hay salidas NPN o PNP, esto significa que al activarse conectan el extremo ne- gativo o el positivo de la alimentación. Existen modelos de dos hilos que se utilizan casi igual que los interrup- tores tradicionales porque obtienen su alimentación del contactor que gobiernan, pero la compatibilidad no es total y puede que sólo funcionen con continua o sólo con alterna. Al- gunos están divididos en dos partes, una contiene el sensor con los cir- cuitos más directamente asociados, mientras que en la otra hay un am- plificador de conmutación y una fuen- te de corriente continua gobernada por la resistencia interna variable del sensor; estos dispositivos general- mente siguen las normas definidas por un organismo alemán (NAMUR).
Codificadores incrementales
Un codificador de posición es un transductor que indica la posición angular o lineal de un objeto en un formato digital. Los detectores ya hacen algo parecido, porque eviden- temente suministran información bi- naria, pero únicamente pueden in- dicar si el objeto está o no está. Para obtener más información de la posi- ción, se pueden colocar unos cuan- tos detectores en la trayectoria del objeto. Pero si se quiere discriminar entre muchas posiciones muy próxi- mas (propiedad que se conoce como
resolución) el número de detecto-
res a utilizar sería excesivo. La solu- ción más sencilla a este problema es el codificador de posición incremen- tal utilizando una regla con perfora-
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Automática e Instrumentación
INFORME
Marzo 2007 / n.º 383■ Un codificador incremental de dos canales permite distinguir de una a cuatro posicio- nes por paso.
ciones, una rueda dentada o cual- quier elemento que tenga alguna cla- se de marcas detectables situadas a intervalos regulares. De este modo, basta comenzar a partir de una po- sición a la que se asigna el cero o cualquier valor inicial (de aquí que también se hable de un codificador
de posición relativo) y contar los im-
pulsos que suministra un detector cuando pasa por estas marcas. Como es posible que se avance o que se re- troceda, habrá que contar o descon- tar según sea el caso. Para averiguar en qué dirección se ha producido el movimiento se pueden utilizar dos detectores desplazados un número entero de pasos más un cuarto de paso; de este modo se producen dos señales desfasadas, llamadas canal A y B. Dependiendo de si se cuentan sólo algunos o todos los cambios de estado que suministran ambos de- tectores, se puede conseguir una re- solución que se corresponda con el número de impulsos por canal (n), el doble (2×n) o al cuádruplo (4×n). Usualmente se incluye un tercer ca- nal con una sola marca que se utili- za para fijar la posición cero de refe- rencia. En algunos casos hay varias marcas que pueden servir para evi- tar que el contador se descuente si se pierde algún paso.
Muchos codificadores de posición incrementales son ópticos y rotativos, en cuyo caso están provistos de un disco con líneas transparentes y opa- cas, aunque también existen codifi- cadores con marcas magnéticas y co-
dificadores lineales de ambos tipos. Como detectores es habitual que se utilicen diodos LED y fototransisto- res para los sistemas ópticos y mag- netorresistencias para los magnéti- cos. Los sistemas ópticos permiten una gran resolución, pero hay que colocar muchas líneas juntas y muy
finas, lo que dificulta la alineación de los emisores con los receptores y cualquier partícula de polvo podría causar dificultades. Para que esto no suceda la solución es relativamente sencilla, hay que cubrir los detecto- res con una máscara que también es- tará formada por líneas transparen- tes y opacas. De este modo se obtiene un efecto de muaré, nombre que hace referencia a las aguas que se forman en ciertas telas al entrecruzarse los hilos. En este caso la luz pasa o no pasa, dependiendo de si las líneas opacas están o no superpuestas, por una superficie mucho mayor de la que se obtendría si sólo se dispusie- ra del estrecho espacio comprendi- do entre dos líneas.
Codificadores absolutos
Aunque el método incremental es satisfactorio en la mayoría de apli- caciones, es posible que el contador se descuente por un parásito o un movimiento demasiado rápido. Tén- gase en cuenta que muchos codifi-
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