Principio básico de funcionamiento de un sensor de proximidad inductivo

¿Alguna vez se ha preguntado cómo un sensor inductivo de proximidad es capaz de detectar la presencia de un objeto metálico? Aunque la ingeniería eléctrica subyacente es sofisticada, el principio básico de funcionamiento no es demasiado difícil de entender.

En el corazón de un sensor de proximidad inductivo ("inductivo" para abreviar) hay un oscilador electrónico formado por una bobina inductiva hecha de numerosas vueltas de alambre de cobre muy fino, un condensador para almacenar la carga eléctrica y una fuente de energía para proporcionar la excitación eléctrica. El tamaño de la bobina inductiva y el condensador están adaptados para producir una oscilación sinusoidal autosostenida a una frecuencia fija.

La bobina y el condensador actúan como dos muelles eléctricos con un peso colgado entre ellos, empujando constantemente electrones de un lado a otro. La energía eléctrica se introduce en el circuito para iniciar y mantener la oscilación. Sin energía de mantenimiento, la oscilación se colapsaría debido a las pequeñas pérdidas de potencia por la resistencia eléctrica del fino hilo de cobre de la bobina y otras pérdidas parásitas.

La oscilación produce un campo electromagnético delante del sensor, ya que la bobina está situada justo detrás de la "cara" del sensor. El nombre técnico de la cara del sensor es "superficie activa".

Cuando un trozo de metal conductor entra en la zona definida por los límites del campo electromagnético, parte de la energía de oscilación se transfiere al metal del objetivo. Esta energía transferida aparece en forma de pequeñas corrientes eléctricas circulantes denominadas corrientes de Foucault. Esta es la razón por la que los sensores inductivos a veces se denominan sensores de corrientes de Foucault.

Las corrientes de Foucault encuentran una resistencia eléctrica al intentar circular. Esto crea una pequeña pérdida de potencia en forma de calor (como un pequeño calentador eléctrico). La pérdida de potencia no es sustituida totalmente por la fuente de energía interna del sensor, por lo que la amplitud (el nivel o la intensidad) de la oscilación del sensor disminuye. Finalmente, la oscilación disminuye hasta el punto de que otro circuito interno llamado "disparador de Schmitt" detecta que el nivel ha caído por debajo de un umbral predeterminado.Este umbral es el nivel en el que se confirma definitivamente la presencia de un objeto metálico. Tras la detección del objeto por el "disparador de Schmitt", la salida del sensor se activa.

La breve animación de arriba muestra el efecto de un objeto metálico en el campo magnético oscilante del sensor. Cuando veas que el cable que sale del sensor se vuelve rojo, significa que se ha detectado metal y el sensor se ha encendido. Cuando el objeto desaparece, la oscilación vuelve a su nivel máximo y la salida del sensor se desactiva.