Parte 6: Actuadores lineales eléctricos y sensores de posición

Para que el producto TiMOTION que elija se adapte perfectamente a sus necesidades y las de su aplicación, es fundamental conocer las características y opciones necesarias para que su sistema funcione de manera óptima.

Nuestros artículos anteriores fueron una oportunidad para discutir los componentes y funciones de un actuador eléctrico, las opciones de seguridad y protección disponibles, las diferentes cargas y velocidades posibles… Aquí, nos vamos a centrar en los diferentes sensores de posición.

Cuando están equipados con sensores de posición, los actuadores eléctricos pueden comunicar la posición de su carrera a la caja de control. De hecho, se vuelven más eficientes.

No sistemáticos, los sensores de posición siguen siendo esenciales y muy recomendados para los sistemas más complejos. Para movimientos sincronizados, estos sensores se vuelven esenciales para garantizar un movimiento suave, independientemente de las diferencias en las cargas soportadas.

Además, estos sensores son cruciales para otras funciones que requieren conocer la posición de la carrera del actuador. La memorización de la posición ilustra esto perfectamente.

Los 4 principales sensores de posición que TiMOTION utiliza en sus sistemas son:

• Sensores de efecto Hall
• Potenciómetros
• Sensores Reed
• Sensores ópticos

TiMOTION recomienda el uso de sensores de efecto Hall, ya que son lo suficientemente pequeños como para caber en los sistemas más compactos y, al mismo tiempo, proporcionan una señal digital de alta precisión colocada en el eje del motor.

Estos sensores se activan mediante un campo magnético que tiene dos características esenciales: flujo de densidad y polaridad.

La señal de salida proporcionada por los sensores de efecto Hall es relativa a la densidad del campo magnético alrededor del sistema. Cuando este campo magnético excede un cierto umbral predeterminado, lo detecta y genera un voltaje llamado «efecto Hall».

Económicos, de calidad y con una vida útil prolongada, los sensores de efecto Hall son los más utilizados.

NOTA: Las cajas de control TiMOTION están diseñadas para recibir la información enviada por los sensores de efecto Hall únicamente. No admiten la devolución de otro tipo de sensor (o solo tras estudio de la solicitud).

Los potenciómetros, también conocidos como POT, se utilizan ampliamente en la industria. Es un tipo de resistencia variable con tres terminales, uno de los cuales está conectado a un contacto móvil que se desplaza sobre una pista resistente de la cual los otros dos terminales están en los extremos. Este sistema permite recoger, entre el terminal conectado al contacto móvil y uno de los otros dos terminales, una tensión que depende de la posición del contacto móvil y de la tensión a la que está sometida la resistencia.

En otras palabras, la resistencia determina la posición. A medida que gira el tornillo sin fin, el valor de resistencia cambia y cada valor de resistencia corresponde a una posición de la carrera del actuador.

En comparación con los sensores de efecto Hall, los potenciómetros tienen la ventaja de mantener la posición de la carrera incluso cuando el sistema experimenta un corte de energía. 

Sin embargo, los potenciómetros tienen la desventaja de ser menos precisos que los sensores de efecto Hall, ya que envían una señal analógica y están sujetos al efecto Joule. Sin embargo, esto no es perjudicial para leer la posición general.

Los sensores Reed son sensores magnéticos. Tienen un interruptor eléctrico que se activa mediante un campo magnético. El sensor es un interruptor que contiene un par de contactos montados sobre láminas de metal ferroso y contenidos en una caja de vidrio sellada. Los contactos se pueden abrir y cerrar cuando hay un campo magnético y viceversa. El interruptor puede ser accionado por una bobina, regresando luego el interruptor de láminas a su posición original. Con la fuerza de cada rotación del tornillo sin fin y la posición de la longitud de carrera del actuador eléctrico, el interruptor de láminas se abre o se cierra.

TiMOTION utiliza específicamente este tipo de sensor dentro de los controles con una función de llave de seguridad. Por lo tanto, el sistema está programado para enviar una señal cuando se retira la llave. Este tipo de sensor también se puede encontrar directamente en el tubo exterior de algunos actuadores. De esta manera, la longitud de la carrera se vuelve fácilmente ajustable.

Los sensores ópticos se utilizan ocasionalmente en los actuadores eléctricos TiMOTION. Este tipo de sensor transforma la luz en una señal electrónica. Cuando un tornillo sin fin gira, también gira una rueda que oculta y bloquea la luz hacia el acoplador óptico. Este acoplador óptico enviará una señal cada vez que detecte que la luz está bloqueada. La rotación de la rueda que oculta la luz hace que el acoplador óptico sea capaz de enviar veinticinco señales por cada revolución completa.

Resumen: ventajas y desventajas de los sensores de posición