Sensor de posicionador lineal de desplazamiento

Tipos de sensores de posición lineal de desplazamiento

Un sensor de posición lineal de desplazamiento se refiere a un dispositivo utilizado para medir el cambio en la longitud o distancia de un objeto linealmente en una dirección específica. Los sensores de desplazamiento lineal están disponibles en varios diseños y principios de funcionamiento, cada uno adecuado para aplicaciones distintas.

• Sensores potenciométricos

Los sensores potenciométricos funcionan mediante la traslación de un limpiaparabrisas a través de un elemento resistivo. A medida que la posición del objeto cambia, el limpiaparabrisas se mueve a lo largo de la trayectoria resistiva, lo que genera un cambio en la resistencia. Este cambio se convierte entonces en una medida de desplazamiento lineal correspondiente.

• Sensores LVDT

La construcción del LVDT (Transformador Diferencial Variable Lineal) comprende bobinas primarias y secundarias. Además, hay un núcleo magnético móvil ubicado dentro de las bobinas. Se aplica una corriente alterna a la bobina primaria, que luego crea un campo magnético que influye en las bobinas secundarias. A medida que el núcleo se mueve dentro de las bobinas, la posición de las bobinas cambia linealmente. Esto da como resultado un cambio en el voltaje electromagnético en las bobinas secundarias. El cambio de voltaje se mide y se interpreta como desplazamiento lineal.

• Sensores ópticos

Los sensores ópticos funcionan utilizando luz y componentes electrónicos para medir la posición. Una fuente de luz específica, por ejemplo, LED, emite un rayo de luz que cae sobre una escala codificada. La escala codificada comprende patrones o capas distintos que se alinean con un receptor óptico. A medida que los patrones pasan por el receptor, se produce un cambio en la señal de luz. Esto da como resultado un cambio en las señales electrónicas que corresponde al desplazamiento lineal. Los sensores ópticos son conocidos por ofrecer un gran rendimiento y una alta resolución.

• Sensores de efecto Hall

Los sensores de efecto Hall funcionan en base al fenómeno del efecto Hall. En general, el fenómeno describe el movimiento perpendicular de una corriente eléctrica en respuesta a un campo magnético. Los sensores de efecto Hall se utilizan para detectar y medir desplazamientos lineales que ocurren cuando un campo magnético se mueve en una dirección particular en relación con el sensor.

Los sensores de efecto Hall se prefieren para su uso en aplicaciones que requieren mediciones sin contacto. Esto se suma a ofrecer altas resoluciones y un gran rendimiento. Son adecuados para su uso en entornos hostiles donde los sensores tradicionales basados en contacto no pueden funcionar de manera efectiva.

Mantenimiento de los sensores de posición lineal de desplazamiento

Los posicionadores de sensores lineales de desplazamiento pueden funcionar bien durante mucho tiempo si los usuarios se mantienen al día con sus necesidades de mantenimiento. Estas son algunas prácticas de mantenimiento comunes para estos sensores:

• Inspección y limpieza regulares: Una inspección regular ayuda a identificar cualquier problema potencial que pueda afectar la funcionalidad del sensor lineal. Los usuarios deben examinar los sensores de cerca para detectar cualquier signo inusual, como desgaste, conexiones sueltas o daños físicos. También deben limpiar la superficie del sensor y eliminar cualquier contaminante que pueda acumularse con el tiempo. La limpieza del sensor puede ayudar a mantener su precisión y confiabilidad.
• Calibración: Los usuarios deben calibrar periódicamente sus sensores de posición lineal para mantener lecturas precisas y confiables. Pueden consultar las pautas del fabricante y establecer un cronograma de calibración de acuerdo con las necesidades específicas de su aplicación. La calibración regular ayuda a ajustar los sensores y mantener su precisión con el tiempo.
• Monitoreo de las condiciones ambientales: Es pertinente monitorear las condiciones que rodean el sensor de posición lineal. Las temperaturas extremas, la humedad y el polvo pueden afectar el rendimiento de los sensores, por lo que se recomienda que los usuarios protejan sus dispositivos de estos elementos. Idealmente, deben alojar el sensor en recintos protectores, lo que garantizará la vida útil de los sensores y también mantendrá su integridad.
• Cumplimiento de las pautas del fabricante: Cada sensor viene con una guía de mantenimiento proporcionada por el fabricante. Los usuarios deben cumplir cuidadosamente con las pautas para garantizar el rendimiento óptimo y la longevidad del sensor. Las pautas de mantenimiento pueden incluir métodos de limpieza específicos, procedimientos de calibración y más.

Aplicaciones de los sensores de posición lineal de desplazamiento

Los sensores de posición lineal de desplazamiento han contribuido en gran medida a muchas industrias, aplicaciones y mercados. Los siguientes son algunos de sus grandes usos en diferentes sectores manufactureros.

• Maquinaria automotriz / móvil: Los sensores de desplazamiento lineal sirven como dispositivos de retroalimentación esenciales para el control de calidad, los ensamblajes peligrosos de vehículos y el control REAL en bancos de pruebas automotrices. Su precisa medición de posición ayuda a garantizar un rendimiento preciso del motor, permitiendo a los fabricantes optimizar el ajuste del motor y mejorar la calidad general del vehículo. Al utilizar sensores de posición lineal, los fabricantes de automóviles pueden identificar y abordar posibles problemas antes de que los vehículos lleguen a los clientes, reduciendo así la necesidad de costosas intervenciones posteriores a la venta.
• Control de marcha: Los sensores de desplazamiento lineal se emplean con frecuencia en amortiguadores de automóviles, que juegan un papel crucial en los sistemas de suspensión de vehículos. La función principal de los amortiguadores es controlar el movimiento del cuerpo del vehículo en respuesta a oscilaciones verticales causadas por los baches en la carretera. Mediante el uso de sensores lineales, los fabricantes pueden monitorear y ajustar el rendimiento de estos amortiguadores con precisión. Esto les permite mejorar la calidad y la eficiencia de los amortiguadores, lo que lleva a una mayor comodidad de marcha y características de manejo del vehículo.
• Extrusión de caucho y plástico: En aplicaciones de extrusión, los materiales plásticos y de caucho se empujan a través de una matriz para crear formas específicas. Los sensores de posición lineal se utilizan para medir parámetros como la posición, la presión y la temperatura del material durante el proceso de extrusión. Al proporcionar retroalimentación en tiempo real sobre estos parámetros, los sensores de desplazamiento lineal ayudan a mantener una calidad constante en toda la línea de extrusión. Esto garantiza una salida de alta calidad y minimiza las variaciones en los componentes de plástico y caucho producidos.
• Máquinas de coser / robótica: Las máquinas de coser inteligentes y los sistemas robóticos dependen en gran medida de los sensores de posición lineal. Estos sensores proporcionan retroalimentación precisa de la posición, lo que permite una costura precisa y el control de los movimientos robóticos. Al incorporar sensores de desplazamiento lineal, estas máquinas pueden lograr funciones inteligentes automatizadas, lo que resulta en una mayor eficiencia y productividad en varias aplicaciones de costura y robótica.
• Máquinas de envasado: Los sensores de posición lineal encuentran un uso extensivo en las máquinas de envasado en múltiples industrias. Estos sensores permiten un control y una automatización precisos de los procesos de envasado, asegurando un posicionamiento y una sincronización precisos. Con la integración de sensores de desplazamiento lineal, las máquinas de envasado pueden alcanzar niveles más altos de eficiencia, velocidad y precisión, satisfaciendo las demandas de la producción rápida y los estándares de envasado de calidad.

Cómo elegir los sensores de posición lineal de desplazamiento

Hay muchas opciones para los sensores de desplazamiento lineal en la familia de sensores de posición lineal como se mencionó anteriormente. Los principales tipos son los sensores de posición lineal accionados por cable, basados en potenciómetros, basados en interferómetro láser, capacitivos e inductivos. Los compradores comerciales deben elegir cuidadosamente estos sensores de posición lineal de acuerdo con los siguientes factores:

• Requisitos de la aplicación

  Considere los requisitos de la aplicación. Algunos requisitos son el rango de medición, las condiciones ambientales, la resolución, la precisión, la velocidad de respuesta y otros factores. Por ejemplo, si la temperatura de funcionamiento está entre -10 y 50 grados y el rango de medición es de 1 pulgada con una necesidad de alta precisión de 0,1 mm, un sensor de posición lineal basado en potenciómetro con un cable sería una buena opción.

• Espacio de instalación

  El espacio de instalación es otro factor. Debe elegir el sensor de posición lineal que tenga tamaño y factor de forma para que quepa dentro del espacio disponible. Un sensor de posición lineal en miniatura es adecuado si el espacio es limitado.

• Integración

  Considere si se requiere una fácil integración con la electrónica del sistema existente a través de protocolos de comunicación disponibles. Estos son protocolos analógicos, digitales o en serie. Un ejemplo de un protocolo digital es una interfaz I2C o SPI. El sensor de posición utiliza una interfaz I2C o SPI para comunicarse con un microcontrolador. Otro ejemplo es un protocolo en serie donde el sensor envía datos en serie a través de un solo cable.

• Presupuesto

  Al seleccionar sensores de posición lineal, los compradores comerciales eventualmente necesitan considerar las limitaciones presupuestarias. Las limitaciones presupuestarias hacen que los compradores comerciales opten por sensores de posición lineal asequibles con un rendimiento satisfactorio, no por los de primera calidad.

P&R

P1 ¿Cuáles son los principales beneficios de utilizar sensores de posición lineal en maquinaria?

A1 Proporcionan control preciso, alta resolución y confiabilidad duradera. Su construcción robusta los hace adecuados para entornos industriales, y su salida eléctrica sencilla permite una fácil integración con sistemas automatizados.

P2 ¿Pueden los sensores de desplazamiento funcionar en condiciones ambientales difíciles?

A2 Algunos tipos de sensores de desplazamiento, como los sensores de potenciómetro lineal, son adecuados para entornos difíciles. Los usuarios pueden encontrar sensores con características tales como sellado IP67, que protege contra el polvo y el agua, y rangos de temperatura amplios. Además, permiten conectores de grado industrial para un mapeo confiable.

P3 ¿Cómo funciona un sensor de posición codificador lineal?

A3 Un sensor de posición codificador lineal funciona leyendo los patrones físicos en una tira codificada. Convierte los cambios en el patrón en señales eléctricas, que luego se traducen en información de desplazamiento lineal o posición.

P4 ¿Qué factores deben considerarse al seleccionar un sensor de posición lineal para una aplicación específica?

A4 Los requisitos de la aplicación, como la longitud. Además, los factores ambientales, la facilidad de integración y las limitaciones presupuestarias deben considerarse al elegir el sensor de posición lineal adecuado para un uso específico.