Concetti Chiave
- I sensori di prossimità possono essere classificati in due categorie principali: a contatto e senza contatto, a seconda del metodo di rilevamento utilizzato.
- I sensori induttivi generano un campo magnetico per rilevare oggetti metallici, mentre i sensori capacitivi utilizzano variazioni di capacità per oggetti non metallici.
- I sensori a effetto Hall funzionano rilevando il cambiamento del campo magnetico causato da oggetti ferromagnetici che transitano vicino al sensore.
- I sensori a ultrasuoni misurano la distanza elaborando il tempo di volo degli impulsi sonori emessi e riflessi dall'oggetto.
- Gli interruttori fotoelettrici utilizzano un emettitore di luce e un ricevitore per rilevare oggetti senza contatto e trovano ampio uso in applicazioni civili e industriali.
Tipi di sensori di prossimità
-A contatto (rilevano il cambiamento attraverso un contatto fisico diretto con l’oggetto)
-Senza contatto (creano un campo o un fascio di energia o di luce e reagiscono a un disturbo del campo stesso).
-Distanza di rilevamento nominale (distanza alla quale il sensore opera)
-Isteresi (differenza fra i punti di attivazione e disattivazione del sensore quando l’oggetto si allontana dal suo fascio)
-Ripetibilità (è la capacità del sensore di rilevare l’oggetto ogni volta alla stessa distanza)
-Tempo di risposta (intervallo fra il rilevamento di un oggetto e la commutazione del dispositivo in uscita)
-Frequenza di commutazione (numero di operazioni di commutazioni per secondo)
Interruttori e sensori specifici
-Interruttori di posizione meccanici (finecorsa): sono organi di comando automatici, azionati da una parte in movimento che determina un segnale elettrico.
-Sensori di prossimità di tipo induttivo: tali sensori sono costituiti da un circuito oscillante che genera un campo magnetico ad alta frequenza. Quando una massa metallica si avvicina al sensore, si generano correnti parassite.
-Sensori di prossimità di tipo capacitivo: questi sensori sfruttano la variazione di capacità parassita che si verifica quando un oggetto si avvicina alla parte attiva del sensore. La variazione di capacità provoca la modifica di frequenza delle oscillazioni e ciò fa intervenire il sensore.
-Sensori a effetto Hall: in questi sensori il conduttore è costituito da una piastra metallica, detta cella di Hall. Il sensore è inserito in un contenitore di tipo a forcella; quando un oggetto costituito da materiale ferromagnetico transita tra le forcelle, il campo magnetico si chiude nell’oggetto stesso e conseguentemente si annulla la tensione di Hall.
-Ampolle Reed: le ampolle reed sono sensori di prossimità costituiti da una coppia di lamine metalliche elastiche in materiale magnetico, racchiuse in un bulbo di vetro riempito con un gas inerte. Quando l’ampolla è interessata da un campo magnetico, per induzione magnetica si generano sulle due lamine polarità opposte e conseguentemente si genera una forza di attrazione tra le lamine stesse.
Sensori di prossimità a ultrasuoni
-Sensori di prossimità a ultrasuoni: in questi sensori la rilevazione della distanza è ottenuta elaborando il tempo che intercorre tra l’emissione di impulsi sonori e la ricezione degli impulsi generati dall’oggetto che si vuole rilevare.
-Interruttori fotoelettrici: sono uno dei sistemi più diffusi di rilevamento di oggetti senza contatto. Sono costituti da: un emettitore di luce e un ricevitore. L’emettitore produce un fascio di luce che viene rilevato dal ricevitore; se un oggetto viene a trovarsi nella traiettoria del raggio luminoso, viene rilevato. Le applicazioni di questi dispositivi sono tante,sia in campo civile che in quello industriale.
I parametri fondamentali delle fotocellule sono:
∙ Distanza di lavoro (distanza ammissibile tra emettitore e ricevitore)
∙ Tipo di uscita (elettromeccanica, statica, analogica)
∙ Grado di protezione (elevato per ambiente esterno o industriale)
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali differenze tra sensori di prossimità a contatto e senza contatto?
- Cosa si intende per isteresi nei sensori di prossimità?
- Come funzionano i sensori di prossimità di tipo induttivo?
- Quali sono i parametri fondamentali delle fotocellule?
I sensori a contatto rilevano il cambiamento attraverso un contatto fisico diretto con l'oggetto, mentre i sensori senza contatto creano un campo o un fascio di energia e reagiscono a un disturbo di questo campo.
L'isteresi è la differenza fra i punti di attivazione e disattivazione del sensore quando l'oggetto si allontana dal suo fascio, influenzando la precisione del rilevamento.
I sensori induttivi utilizzano un circuito oscillante che genera un campo magnetico ad alta frequenza; quando una massa metallica si avvicina, si generano correnti parassite che attivano il sensore.
I parametri fondamentali delle fotocellule includono la distanza di lavoro (distanza ammissibile tra emettitore e ricevitore), il tipo di uscita (elettromeccanica, statica, analogica) e il grado di protezione, importante per ambienti esterni o industriali.
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