Sensores de posición potenciométricos

SENSORES DE POSICIÓN

Utilizados para ubicar la posición de un objeto con respecto a un punto, eje o superficie de referencia. Se los clasifica, según su principio de funcionamiento, en: Bobinados de Pista Conductiva POTENCIOMÉTRICOS Magneto resistentes CAPACITIVOS LVDT y RVDT SYNCRO INDUCTIVOS RESOLVER ANALÓGICOS Basados en ULTRASONIDOS Magnéticos Eléctricos SENSORES DEPOSICIÓN DIGITALES ENCODERS Ópticos

Sensores de posición potenciométricos:

Los potenciómetros están formados por un elemento resistivo, con un contacto móvil deslizante, de modo que su resistencia variará proporcionalmente al desplazamiento. Se trata de sensores analógicos que según sea el desplazamiento a medir los podremos clasificar en

Lineales o angulares. Además, según su principio constructivo, se los clasifica en:

Potenciómetros de pista conductiva:

Están formados por un soporte aislante, sobre el que se fija una película de carbón y plástico que forma la resistencia. Esta resistencia variará dependiendo de la posición del cursor sobre la película. Cuanto más fina sea la película mayor resolución tendremos.-

Potenciómetros bobinados:

La resistencia está formada por un hilo metálico bobinado sobre un soporte aislante. La resistencia de salida vendrá dada por el número de espiras entre el cursor y unos de los extremos del potenciómetro. Cuanto mayor sea el número de espiras, mayor será su resolución.-

Potenciómetros magneto-resistentes

Están formados por un elemento de material magneto-resistente cuya resistencia depende del campo magnético al que esté sometido. La variación del campo magnético es producido por un imán que va unido al elemento móvil que queremos medir. Este tipo de potenciómetro tiene la ventaja de que no necesita contacto físico con la resistencia, por lo que no sufre desgaste.-Los potenciómetros requieren de un circuito adicional para entregar su señal al controlador del sistema. Se lo puede utilizar como divisor de tensión, con el cual la posición es traducida en una caída de tensión sobre el potenciómetro; o bien directamente como una resistencia de carga sobre una tensión aplicada por el controlador, con lo cual la posición detectada es convertida en una corriente proporcional a la misma.-Algunos de los factores que afectan al comportamiento de estos sensores son:

O La temperatura ambiente y el calentamiento producido por efecto Joule

O El rozamiento y la inercia del cursor.

O La estabilidad de la tensión de alimentación.

O La falta de uniformidad en todo el recorrido de la resistencia del potenciómetro.

O El ruido producido por el contacto del cursor.

Sensores de posición capacitivos:

Como se sabe, la capacidad de un condensador depende del dieléctrico Que separa sus placas, de la superficie de las mismas y de la distancia entre ellas: Es así como, para medir el desplazamiento, debemos hacer que el elemento móvil pueda modificar cualquiera de estas las tres magnitudes.-Entre las características de estos sensores, podemos mencionar que:

O No tienen rozamientos y no les afecta la temperatura.

O Son sensibles a interferencias externas debido a las capacidades parásitas.

O Tienen rangos pequeños.

O Su sensibilidad y resolución son elevadas.

Sensores de posición inductivos:

El principio de funcionamiento se basa en modificar la inductancia de una bobina (L) o la inductancia mutua (M) entre dos bobinas, en función de un desplazamiento.

Sensores LVDT y RVDT (Transformadores diferenciales variables):

Poseen un bobinado primario colocado en el centro, entre dos bobinados secundarios. En el eje central tenemos un núcleo ferromagnético unido al elemento móvil a medir. Cuando el núcleo se desplace hacia la izquierda, la FEM inducida en el 1 er secundario será mayor que la FEM inducida en el 2do secundario y viceversa. Esto sucede porque, con el movimiento del núcleo ferromagnético, hacemos que un secundario tenga más acoplamiento con el primario que el otro, generando así más FEM en un secundario que en otro.-Las bobinas del secundario podrán ser conectadas en fase o en

Contrafase, es decir en paralelo o en serie, con lo cual se varía la sensibilidad del sensor.-Las principales características de estos sensores son: no producen carga, sus resoluciones son grandes: 0.1µm, son muy sensibles, lineales y precisos, pero no tienen grandes alcances.-

ε

= Constante dieléctrica del material

S

= Superficie de cada placa

d

= Distancia entre placas

Sensores SYNCRO y RESOLVER:

Se basan en un funcionamiento similar al de un motor. Están formados por una parte fija, estator

, y una parte móvil, el rotor. Tanto el estator como el rotor contienen devanados. El estator está formado por tres bobinas separadas entre sí 120º (en el caso de los syncro), o solamente dos y desfasadas 90º (en los resolver), que actúan como secundario. El rotor, en cambio, está formado por una única bobina que actúa como primario y que va unido a la parte móvil a medir. Según la posición del rotor, varía el acoplamiento entre las bobinas del estator

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