Sensor Magnético

El principio de funcionamiento del sensor magnético se basa en la interacción con campos magnéticos, permitiéndoles detectar la presencia, la proximidad, la posición o el movimiento de objetos ferromagnéticos o imanes permanentes sin necesidad de contacto físico.

Esta característica de detección sin contacto ofrece ventajas significativas en términos de durabilidad, confiabilidad y versatilidad, especialmente en entornos hostiles o aplicaciones que requieren alta velocidad y precisión.

Los sensores magnéticos con salida TODO/NADA, también conocidos como sensores magnéticos binarios o digitales, son dispositivos que detectan la presencia o ausencia de un campo magnético y proporcionan una señal de salida discreta, es decir, un estado ON (1, activado, presencia de campo) o OFF (0, desactivado, ausencia de campo).

A diferencia de los sensores magnéticos con salida analógica, que proporcionan una señal continua proporcional a la intensidad del campo magnético, los sensores TODO/NADA ofrecen una solución simple para aplicaciones que requieren una detección básica de presencia/ausencia.

Imagen del sensor magnético

El símbolo del sensor magnético es el siguiente:

Símbolo del sensor magnético
Contenidos
  1. Funcionamiento del Sensor Magnético
  2. Características del Sensor Magnético
  3. Aplicaciones de los Sensores Magnéticos

Funcionamiento del Sensor Magnético

Existen diversas tecnologías que permiten la detección magnética con salida digital. Las más comunes son:

Interruptores Reed (Reed Switches)

Consisten en un contacto con 2 láminas ferromagnéticas selladas al vacío dentro de un tubo de vidrio. En presencia de un campo magnético, las láminas se atraen y se cierran, completando un circuito eléctrico (ON). Al desaparecer el campo, las láminas se separan, interrumpiendo el circuito (OFF).

Estos sensores se utilizan comúnmente en sistemas de seguridad para indicar el estado (abierta/cerrada) de una puerta, montándose en su borde.

Los interruptores de láminas son dispositivos electromecánicos, por lo que tienen una vida útil limitada por el desgaste mecánico de los contactos. Además, al no requerir alimentación eléctrica interna, se consideran como sensores con salida de contacto mecánico.

Se utilizan en aplicaciones que requieren bajo consumo de energía y conmutación de alta tensión, como sistemas de alarma y control de nivel.

Sensores de Efecto Hall

Se basan en el efecto Hall, que describe la generación de una diferencia de potencial (voltaje Hall) en un conductor cuando se somete a un campo magnético perpendicular a la corriente que circula por él.

En los sensores de Efecto Hall con salida TODO/NADA, un circuito integrado compara el voltaje Hall con un umbral preestablecido. Si el voltaje Hall supera el umbral (debido a la presencia de un campo magnético), la salida se activa (ON); de lo contrario, permanece desactivada (OFF).

Son dispositivos electrónicos de estado sólido, lo que les confiere una mayor vida útil y fiabilidad en comparación con los interruptores Reed.

Ampliamente utilizados en automoción, control industrial y electrónica de consumo debido a su robustez y precisión.

Magnetorresistivos (MR)

Se basan en el fenómeno de la magnetorresistencia, que consiste en la variación de la resistencia eléctrica de un material ferromagnético en presencia de un campo magnético externo.

Al igual que los sensores de Efecto Hall, utilizan circuitos electrónicos para generar una salida digital en función de la variación de la resistencia. Ofrecen alta sensibilidad y precisión, pero pueden ser más caros.

Se utilizan en aplicaciones que requieren alta sensibilidad y precisión, como la detección de posición en motores y la lectura de datos en discos duros.

Características del Sensor Magnético

Los sensores magnéticos tienen las siguientes características:

Salida digital (TODO/NADA): proporcionan una señal binaria simple, facilitando su integración en sistemas de control digital y microcontroladores. Las salidas más comunes son con interruptor Reed, salida a relé electromagnético o salida electrónica a transistor NPN o PNP, según las necesidades de la aplicación.

Detección sin contacto: no requieren contacto físico con el objeto a detectar (generalmente un imán), minimizando el desgaste y aumentando la vida útil.

Respuesta rápida: ofrecen tiempos de respuesta muy rápidos (detectan cambios en milisegundos o microsegundos), siendo adecuados para aplicaciones que requieren alta velocidad de detección.

Robustez: los sensores de estado sólido (efecto Hall y MR) son resistentes a vibraciones, golpes y condiciones ambientales adversas. Los interruptores Reed son más sensibles a impactos.

Histéresis: para evitar conmutaciones erráticas en el punto de conmutación, se implementa una histéresis que define 2 umbrales: uno para la activación (ON) y otro para la desactivación (OFF).

Alimentación: los interruptores Reed o de láminas, no necesitan alimentación eléctrica, mientras que los sensores de efecto Hall y magnetorresistivos requieren alimentación externa para operar.

Aplicaciones de los Sensores Magnéticos

Los sensores magnéticos con salida TODO/NADA son fundamentales en una variedad de aplicaciones:

Detección de posición:

Finales de carrera: detectan la posición final de un elemento móvil, como una puerta, una válvula o un pistón.

Detección de la posición de cilindros neumáticos e hidráulicos: integrados en el cilindro, detectan la posición del pistón.

Control de la posición de robots y manipuladores: proporcionan información precisa sobre la posición de los elementos móviles.

Detección de la posición de piezas en máquinas de ensamblaje: aseguran la correcta colocación de las piezas antes de continuar con el proceso.

Detección de velocidad y rotación:

Medición de la velocidad de rotación de motores y ejes: se utilizan junto con ruedas dentadas o imanes montados en el eje para medir la velocidad de rotación.

Control de velocidad en cintas transportadoras: aseguran una velocidad constante de la cinta.

Detección de nivel:

Control de nivel de líquidos: se utilizan flotadores con imanes que activan el sensor al alcanzar un determinado nivel.

Seguridad:

Detección de apertura/cierre de puertas y ventanas: se utilizan en sistemas de alarma y control de acceso.

Detección de presencia de objetos en zonas peligrosas: contribuyen a la seguridad de los operarios al detectar la presencia de objetos o personas en zonas de riesgo.

Otras aplicaciones:

Conteo de objetos: detectan el paso de objetos que contienen materiales ferromagnéticos.

Detección de la polaridad de imanes: se utilizan para verificar la correcta orientación de imanes en diferentes aplicaciones.

Automatización de puertas y ventanas: para la apertura y cierre automático de puertas y ventanas en edificios inteligentes.

Industria automotriz: en sistemas de frenos ABS, control de la posición del cigüeñal y del árbol de levas, y otros sistemas de control del vehículo.

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