O sucesso dos processos industriais automatizados depende de muitas peças individuais que trabalham juntas na perfeição para fornecer um produto final de alta qualidade. Este artigo se concentra nos sensores de posição, um componente pequeno, mas importante, no mundo da automação industrial. Nas plantas de fabricação e processamento, os sensores de posição ajudam a monitorar e controlar os processos da planta, confirmando que as atividades críticas são concluídas conforme o esperado. Mais especificamente, sua principal função é detectar a presença ou ausência de um objeto em movimento ou "alvo". Quando um alvo está a uma distância predeterminada do sensor de posição, o sensor de posição envia um sinal para o sistema, comunicando a necessidade de executar uma função programada. Quando o alvo sai do sensor de posição, o sensor de posição envia um sinal indicando que o sistema deve parar de executar essa função pré -programada ou alternar para uma nova função. Em teoria, o alvo pode ser qualquer coisa, mas, por simplicidade, este artigo discutirá apenas os alvos de metal e as tecnologias "mainstream" que detectam a presença de alvos de metal. Essas tecnologias incluem interruptores de limite mecânico, sensores de proximidade indutivos, interruptores de limite de mola e interruptores de limite extremos. Antes de discutir os diferentes tipos de sensores de posição, ajuda a entender a terminologia comum usada pela maioria dos fabricantes de sensores.
Faixa de detecção: a distância da face de detecção ao alvo que ativa o interruptor
Histrese: a distância entre os pontos de ativação e liberação de um interruptor
Repetibilidade: a capacidade de um interruptor de detectar repetidamente o mesmo alvo dentro do mesmo intervalo durante a vida útil do interruptor
Tempo de resposta: a quantidade de tempo entre detectar um alvo e gerar um sinal de saída
Interruptores de limite mecânico
Os interruptores de limite mecânico são dispositivos eletromecânicos que detectam a posição de um alvo, fazendo contato físico direto com o alvo. Eles não exigem energia para operar e podem lidar com cargas altas de corrente. Como os interruptores mecânicos usam contatos secos, eles não são sensíveis à polaridade ou tensão e são imunes a muitas imperfeições elétricas, como ruído elétrico, interferência de radiofrequência, corrente de vazamento e queda de tensão. Esses comutadores normalmente incluem várias peças móveis (braço da alavanca, botão, corpo, base, cabeça, contatos, terminais etc.) que podem exigir manutenção. Como os interruptores de limite mecânico da VOTOL operam fazendo contato físico com o alvo, sua repetibilidade pode ser ruim. O contato físico causa desgaste no braço da alavanca e até no próprio alvo. Além disso, existem aberturas não seladas que fornecem baixa proteção contra umidade, poeira e corrosão. Devido a esse problema, os contatos selados e as certificações de área perigosa geralmente custam significativamente mais.
Interruptores de limite de primavera
Um interruptor de limite de mola é um dispositivo eletromecânico que detecta a posição de um alvo magnético, atraindo o campo magnético do alvo. Dentro do interruptor, há duas pequenas pontas de metal, hermeticamente seladas em um tubo de vidro. Isso é chamado de "elemento reed". O elemento Reed é magneticamente sensível e é ativado quando um alvo magnético passa em estreita proximidade. Um interruptor de limite de mola tem quase todas as vantagens de um interruptor mecânico e evita problemas de desgaste por não confiar no contato físico do alvo para operar. Com um interruptor de limite de mola, um alvo de metal ferroso normal não pode ser usado; Um alvo magnético é necessário. O elemento da palheta é frágil, o tubo de vidro é destrutível e a pequena ponta de metal está sujeita a fadiga da flexão, fazendo com que o interruptor de palheta se torne não confiável. Devido à baixa pressão de contato, aplicações de alta vibração podem causar conversas de contato e sinais falsos da palheta.
Sensores de proximidade indutivos
Um sensor de proximidade indutivo é um dispositivo eletrônico de estado sólido que detecta a posição de um alvo metálico pela interferência de seu campo de energia. Nenhum contato físico é necessário e não há peças móveis para entupir, desgastar ou quebrar, resultando em menos manutenção. Nenhuma peça móvel também significa que não é afetado por poeira ou sujeira. Disponível em um grande número de formas e tamanhos, os sensores de proximidade indutivos são altamente personalizáveis para uma variedade de aplicações. Os sensores de proximidade indutivos requerem uma fonte de energia externa (eletricidade) para operar e não pode lidar com cargas altas de corrente. Além disso, eles podem ser suscetíveis a ruído elétrico, interferência de radiofrequência, corrente de vazamento e quedas de tensão. Às vezes, os sensores de proximidade indutivos são afetados adversamente por flutuações extremas de temperatura e intrusão de umidade.
Interruptores limitados
Os interruptores de limite usam uma tecnologia híbrida exclusiva para detectar a posição dos alvos ferrosos por meio de um campo eletromagnético. Os interruptores de limite robustos e duradouros e sem haste são altamente confiáveis em ambientes severos e aplicações difíceis. Não é necessário contato físico ou fonte de energia externa; portanto, não há nada para atolamento, dobrar, quebrar ou desgaste e cargas de alta corrente são possíveis. Como os interruptores mecânicos, eles não são sensíveis à polaridade ou tensão e não são afetados por ruído elétrico, interferência de radiofrequência, corrente de vazamento e quedas de tensão. Os interruptores de limite não são afetados por poeira, sujeira, umidade, contato físico ou a maioria dos corrosivos ou produtos químicos. A maioria dos modelos é intrinsecamente segura e possui uma ampla faixa de temperatura de operação. Com seus contatos selados e alojamento em metal, os interruptores de limite sem haste são ideais para aplicações à prova de explosão e à prova d'água.
Os sensores de posição desempenham um papel importante nos processos de automação industrial. Existem várias tecnologias diferentes de sensores de posição disponíveis, cada uma com um conjunto exclusivo de características de desempenho. Deve -se tomar cuidado para selecionar o tipo apropriado de sensor para o aplicativo para obter a confiabilidade e o desempenho necessários.