Principio di funzionamento del sensore di prossimità

Un sensore di prossimità è un dispositivo elettronico a stato solido utilizzato per indicare la presenza di un oggetto senza contatto fisico. Il sensore di prossimità è un dispositivo molto utile in aree pericolose come le raffinerie di petrolio e aree non così pericolose come i sistemi di rilevamento delle portiere dell’auto. I sensori di prossimità non utilizzano alcun tipo di parti mobili fisiche, ma consentono ai segnali di trasmettere attraverso di essi quando qualcosa che viene monitorato si trova in prossimità dell’area di rilevamento. Nonostante il processo, sono ancora indicati come interruttori di prossimità.

Sensore di prossimità Usi

I sensori di prossimità devono essere utilizzati quando l’oggetto che deve essere rilevato è troppo piccolo, leggero o troppo morbido per azionare un interruttore meccanico. Quando vi è la necessità di una risposta rapida e alti tassi di commutazione come gli oggetti di conteggio, sensori di prossimità sono ideali per il compito. I sensori di prossimità dovrebbero essere utilizzati anche quando è necessario rilevare il materiale attraverso barriere non metalliche come vetro, bottiglie, plastica o cartoni di carta o quando si lavora in ambienti ostili che richiedono l’isolamento elettrico dal prodotto monitorato. I sensori di prossimità sono necessari anche quando è necessario disporre di un dispositivo che fornisca una lunga durata e un servizio affidabile o quando ci sono vasti sistemi di controllo elettronico che devono essere privi di contatti chattering per produrre un’analisi accurata di ciò che viene monitorato. Ci sono due tipi principali di sensori di prossimità, che raggiungono queste necessità, questi includono i sensori di prossimità induttivi e capacitivi.

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Sensore di Prossimità Induttivo

Il sensore di prossimità induttivo come si vede in Figura 1 (a) è utilizzato per rilevare i metalli ferrosi che contengono ferro e può essere magnetizzato e metalli non ferrosi, come quelli che si usano per la conduzione di elettricità e di rame. I sensori di prossimità induttivi operano secondo il principio elettrico del magnetismo quando una corrente fluttuante induce la tensione in un oggetto bersaglio.

Fig. 1 (a): Interruttore di prossimità induttivo

Il sensore di prossimità induttivo contiene un certo tipo di sistema di controllo a stato solido. Contiene un circuito oscillatore che genera un campo magnetico ad alta frequenza. Quando l’oggetto metallico entra nel campo, disturba il campo magnetico, questo disturbo si traduce in un cambiamento di stato nel circuito ad alta frequenza.

Fig. 1 (b): Schema circuitale dell’interruttore di prossimità induttivo

Tipi di sensori di prossimità induttivi

I sensori di prossimità induttivi sono destinati ad essere collegati in circuiti di controllo motori o circuiti di controllo elettronici con una tensione nominale di 24 V DC. La maggior parte dei sensori di prossimità sono disponibili in due configurazioni di base uno è configurazione a 3 fili, mentre l’altro è una configurazione a 2 fili. Il sensore di prossimità a tre fili deve essere alimentato in ogni momento, quindi il sensore deve avere due fili collegati a una sorgente di tensione costante per azionare i circuiti elettronici del dispositivo. Il terzo filo dell’interruttore induttivo di prossimità è il filo di contatto che può venire normalmente aperto o normalmente chiuso. Alcuni interruttori di prossimità possono contenere entrambi in modo che il numero totale di fili provenienti dall’unità possa essere 4. Il sensore di prossimità a due fili è destinato ad essere collegato in serie con il carico da controllare. Nel suo stato naturale, c’è abbastanza corrente che deve fluire attraverso il circuito per mantenere attivo il sensore. Questa corrente è indicata come corrente di dispersione e in genere può variare da 1 a 2 mA.

Sensore di prossimità capacitivo

Il sensore di prossimità capacitivo è simile al sensore di prossimità induttivo, come mostrato nella figura 1 (b). La principale differenza tra i due sensori di prossimità capacitivi produce un campo elettrostatico anziché un campo magnetico e l’area di rilevamento del sensore di prossimità capacitivo può essere azionata da materiali conduttivi e non conduttivi. Un sensore di prossimità capacitivo contiene un circuito oscillante ad alta frequenza insieme a una superficie di rilevamento formattata da due piastre metalliche. Quando un oggetto o qualche tipo di materiale entra nel campo di rilevamento disturba il campo elettrostatico delle piastre metalliche, cambiando la capacità del sensore di prossimità, questo cambiamento si traduce in un cambiamento di stato nel funzionamento del sensore di prossimità.