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Autómatas Programables

Sensores de proximidad Capacitivos

Carlos E. Canto Q.

Facultad De Ciencias /UASLP

Autómatas Programables

Sensores de proximidad Capacitivos Frente del sensor

Objetivo (metálico o no metálico)

Los sensores de proximidad capacitivos son similares a los inductivos. La principal diferencia entre los dos tipos es que los sensores capacitivos producen un campo electrostático en lugar de un campo electromagnético . Los interruptores de proximidad capacitivos sensan objetos metálicos también como materiales no metálicos tal como papel, vidrio, líquidos y tela Facultad De Ciencias /UASLP

Carlos E Canto Q

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Principio de operación de los Sensores capacitivos

Sensores Festo

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Carlos E. Canto Q.

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Principio de operaci ón de los Sensores capacitivos

Sensores Festo

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Carlos E Canto Q

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Teoría de operación de los sensores de proximidad capacitivos objetivo Placa dieléctrica Oscilador Disparador Salida

Ausencia de objetivo

objetivo presente

Ausencia de objetivo

La superficie de sensado del sensor capacitivo capacitivo está está formada por dos electrodos concé éntricos ntricos de metal de un capacitor. capacitor. conc Cuando un objeto se aproxima a la superficie de sensado y éste éste entra al campo electrostático electrostá tico de de los los electrodos, electrodos, cambia cambia la la capacitancia en en un un circuito circuito oscilador. oscilador. Esto hace que el oscilador empiece a oscilar. El circuito disparador disparador lee leelalaamplitude del oscilador y cuando alcanza un nivel especí específico fico la la etapa etapa de de salida salida del del sensor sensor cambia. cambia. Conforme el objetivo se aleja del sensor la amplitud del oscilador oscilador decrese decrese,, conmutando al sensor a su estado original. Carlos E. Canto Q.

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Objetivo estándar y la constante dieléctrica

El objetivo estándar se define normalmente como metal o agua. Los sensores capacitivos dependen de la constante dieléctrica del objetivo. Mientras más grande es la constante dieléctrica de un material es más fácil de detectar.

Constante Dieléctrica

Los objetivos estándar son especificado para cada sensor capacitivo.

La gráfica muestra la relación de las constantes dieléctricas de un objetivo y la habilidad del sensor de detectar el material basado en la distancia nominal de sensado (Sr). Facultad De Ciencias /UASLP

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Tabla de constantes Dieléctricas

Bakelita Vidrio Hule duro Laminado de papel

Porcelana

Madera Comp. cable moldeado

Vidrio sílica

Aire, Vacío

Hule silicón

Tablaprensada Arena sílica

Mármol Papel con aceite papel Parafina

Agua

Petróleo

Hule suave

La tabla muestra las constantes dieléctricas ( abreviadas como DC) de varios materiales

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Carlos E. Canto Q.

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Ejemplo de constante dieléctrica

Constante Dieléctrica

Si un sensor capacitivo tiene una distancia de sensado nominal de 10mm y el objetivo es alcohol, la distancia efectiva de sensado es aproximadamente el 85% de la distancia nominal , o sea 8.5 mm.

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Carlos E Canto Q

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Sensores de proximidad capacitivos blindados Los sensores blindados se pueden montar enrazados sin que se afecten adversamente sus características de sensado. Se debe tener cuidado de asegurarse que este tipo de sensores sea usado en ambientes secos. Liquido en la superficie puede hacer que el sensor dispare en falso.

Superficie de trabajo

Anillo de blindaje

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Carlos E. Canto Q.

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Algunos modelos de sensores capacitivos

Existen en el mercado versiones de sensores de CD y CA. Los de CD los hay de 2,3 y 4 hilos de salida. Con distancias de sensados desde 5 mm hasta 20 mmm Sensores Festo

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Carlos E Canto Q

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Ejemplos de aplicación de sensores de proximidad capacitivos Control de nivel de llenado de sólidos en un recipiente

Detección de fluidos en contenedores tal como leche en botes de cartón

Sensores Festo

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DETECCI ÓN A TRAV ÉS DE BARRERAS DETECCIÓN TRAVÉS

Una aplicació aplicación n para los sensores de proximidad capacitivos capacitivos es la detecció ó n de nivel a travé és s n de nivel a trav de barreras. detecci

Por ejemplo el agua tiene una constante dielé ctrica mucho má má s alta diel éctrica que el plá plástico. stico. Esto le da al sensor la habilidad de ““ ver atravé s “ del plá stico y através plástico detectar el agua. Facultad De Ciencias /UASLP

Carlos E Canto Q...