Funcionamiento y tecnología de sensores inductivos

Un sensor inductivo es un sensor para detectar sin contacto objetos metálicos. Los sensores inductivos se utilizan en aplicaciones industriales para determinar y controlar las posiciones, movimientos o distancia de objetos metálicos.

En los tipos de sensores inductivos se incluyen los sensores de proximidad inductivos y los sensores de distancia inductivos, que detectan objetos metálicos en sus proximidades utilizando el principio de medición inductivo. Los sensores de proximidad inductivos detectan objetos metálicos y generan una señal de conmutación. Los sensores de distancia inductivos miden la distancia a un objeto metálico mediante el cambio en la tensión inducida.

Aquí encontrará todos nuestros sensores de proximidad inductivos y nuestros sensores de distancia inductivos:

Los sensores inductivos no utilizan contacto sino campos electromagnéticos para detectar objetos metálicos. La bobina, que funciona como elemento sensor, forma parte de un oscilador LC. El oscilador emplea un circuito oscilante para generar un campo electromagnético alterno que surge de la superficie activa del sensor. Las corrientes de Foucault, que extraen energía del oscilador, se inducen en cada objeto metálico que se acerca desde la parte delantera. De esta forma, se produce una modificación de nivel en la salida del oscilador que, en el caso de los sensores digitales, conmuta la etapa de salida a través de un disparador Schmitt o, en el caso de los sensores de medición, influye en la señal de salida analógica en función de la distancia del objeto.

Los sensores inductivos con interfaz IO-Link pueden utilizarse como sensores de conmutación con punto de conmutación ajustable y como sensores de medición con transmisión digital del valor de medición a través de IO-Link. La comunicación bidireccional a través de IO-Link facilita la parametrización y el suministro de valores de medición digitales, así como la transmisión de datos diagnósticos secundarios como la temperatura interna del sensor o el número de ciclos de conmutación. Esto permite controlar el estado del sensor y del módulo de la máquina sin necesidad de sensores adicionales y planificar mejor los intervalos de mantenimiento.

Un sensor inductivo conmuta desde cierta distancia a un objeto metálico. Esta distancia es la distancia de conmutación. La norma internacional EN 60947-5-2 define la distancia de conmutación de la siguiente manera: la distancia de conmutación equivale a la distancia a la que una placa estándar de medición que se mueve hacia la superficie activa del sensor de proximidad provoca un cambio de señal.

Placa calibrada de medicion
La placa calibrada de medición se utiliza para calibrar y probar sensores inductivos. Es cuadrada, cuenta con 1 mm de espesor y está fabricada con Fe 360 ​​(ST 37). La longitud lateral corresponde al diámetro de la superficie activa del sensor o al triple de la distancia nominal de funcionamiento Sn, según cuál sea mayor. El uso de una placa calibrada de medición garantiza que las características del sensor puedan medirse y compararse en condiciones normalizadas.

Distancia nominal de conmutación Sn
La distancia nominal de conmutación Sn es la distancia a la que el sensor detecta un objeto metálico en condiciones ideales (por ejemplo, si se utiliza placa calibrada de medición) y emite una señal de conmutación. Esta distancia se determina al fabricar el sensor y especifica la distancia de conmutación teórica a la que el sensor debe detectar el objeto. No tiene en cuenta las tolerancias de fabricación ni los cambios debidos a condiciones externas como la tensión y la temperatura.

Distancia real de conmutación Sr
La distancia real de conmutación es la distancia real medida a la cual el sensor detecta el objeto metálico en una aplicación específica a una cierta temperatura y tensión asi como en condiciones de instalación especificadas. La distancia real de conmutación puede desviarse ligeramente de la distancia nominal debido a tolerancias y fluctuaciones de fabricación. Con de sensores de proximidad inductivos a una temperatura de 23 ±5 °C debe ser entre 90 % y el 110 % de la distancia nominal.

Distancia útil de conmutación Su
La distancia útil de conmutacon describe el rango de la distancia real en el que el sensor funciona de forma fiable. Se tienen en cuenta factores variables como la temperatura, las fluctuaciones de tensión y las tolerancias mecánicas. La distancia de conmutación de un solo sensor de proximidad se mide sobre el rango de temperatura de operación y con una tensión de alimentación del 90 % y el 110 % del valor de medición.

Distancia asegurada de conmutación Sa
La distancia asegurada de conmutación Sa es la distancia hasta la cual el sensor emita señales seguras de conmutación, independientemente de condiciones ambientales como temperatura, tensión y tolerancias de fabricación. Con los sensores de proximidad inductivos, la distancia asegurada de conmutación es entre el 0 % y el 81 % de la distancia nominal. Este es el valor más conservador, que garantiza una conmutación fiable del sensor en toda condición.

Factor de corrección

La distancia de conmutación de los sensores inductivos depende del metal a detectar. Si se utilizan otros materiales metálicos que los de la placa calibrada (Fe 360) para la amortiguación, se debe multiplicar la distancia de conmutación especificada por el factor de corrección del material especificado en la ficha técnica. Los resultados son valores de referencia. Gometrías del objeto diferentes de placa calibrada también afectan la distancia de conmutación. Si no se especifican factores de corrección en la ficha técnica, se puede utilizar los valores estándar aquí indicados.

Material	Factor de corrección
Acero	1
Cobre	0,25 ... 0,45
Latón	0,35 ... 0,50
Aluminio	0,30 ... 0,45
Acero inoxidable	0,60 ... 1,00
Níquel	0,65 ... 0,75
Hierro fundido	0,90 ... 1,05

Al detectar láminas de aluminio o materiales recubiertos de metal, se puede lograr una distancia de conmutación similar a la del acero. La distancia nominal de conmutación Sn depende de la composición y el grosor de las capas.

Con los sensores estándar, la distancia de conmutación se reduce hasta un 70% con metales no ferromagnéticos. Los sensores inductivos de factor-1 untegran microcontrolador que compensa esta influencia. De esa forma, los sensores de factor-1 no presentan factor de reducción dependiente del material. Por lo tanto son especialmente adecuados para mediciones en aluminio o metales no férreos, ya que la distancia de conmutación se aumenta.

Histéresis de conmutación

La histéresis representa la diferencia entre el punto de encendido y el punto de apagado al acercar y alejar la placa calibrada al iniciador. Garantiza un funcionamiento estable de los sensores inductivos y evita errores de conmutación con vibraciones mecánicas.

Medición de frecuencia y velocidad de conmutación

La frecuencia de conmutación determinada según EN 60947-5-2 representa el número máximo posible de conmutaciones por segundo. La frecuencia de conmutación efectivamente alcanzable también depende de ciertas propiedades del objeto a detectar, como tamaño o material. Las altas frecuencias de conmutación de los sensores inductivos, normalmente de hasta 5 kHz, permiten aplicaciones rápidas y la detección precisa del movimiento.

Medir la velocidad con sensores inductivos es un método preciso para monitorear o determinar con exactitud la velocidad de un objeto en rotación. El sensor se monta cerca del eje o de la rueda dentada en rotación. Al detectar las estructuras metálicas por campo electromagnético, se generan impulsos eléctricos que se cuentan. La velocidad en revoluciones por minuto se calcula mediante la frecuencia de conmutación de estos impulsos.

Los sensores inductivos con interfaz IO-Link transmiten la frecuencia de conmutación directamente como valor digital de medición. Así se puede controlar la velocidad sin gran esfuerzo de integración.

Los sensores inductivos se utilizan en la industria y la tecnología de automatización para precisa detección y medición de distancia de objetos metálicos o componentes de máquinas. Gracias a su robustez, los sensores inductivos también son adecuados para el uso en ambientes duros y exigentes, como las turbinas eólicas.

Los sensores inductivos sólo detectan metales, mientras que los sensores capacitivos también detectan materiales no conductores como vidrio, líquidos y plásticos. Ambos funcionan sin contacto: los sensores inductivos utilizan campos magnéticos influidos por objetos metálicos, mientras que los sensores capacitivos miden los cambios en el campo eléctrico provocados por la constante dieléctrica de distintos materiales.

Gracias al diseño pequeño,, los sensores inductivos integran fácilmente en máquinas estrechos por uso eficiente del espacio. Su rápido tiempo de respuesta los hace ideales para aplicaciones que exigen una detección precisa y rápida. Además, no incluyen piezas móviles, lo que reduce los costes de mantenimiento y aumenta la durabilidad. Gracias a estas propiedades los sensores inductivos son adecuados para aplicaciones muy diversas en diferentes industrias.

Encontrará más ventajas en las páginas de producto de nuestros sensores de proximidad inductivos y nuestros sensores de distancia inductivos.

Una instalación profesional es crucial para el funcionamiento fiable de sensores inductivos. Más información sobre la puesta en funcionamiento, los distintos tipos de instalación y las opciones de ajuste. También recibirá información sobre los diferentes tipos de salida (por ejemplo, salida PNP o NPN) con esquemas de conexión correspondientes.