Sensores de Proximidad Capacitivos

El capacitor (también llamado condensador) es un elemento compuesto por dos placas conductoras separadas por un dieléctrico ( puede ser el aire) que al establecerse una diferencia de potencial entre sus extremos generan un campo eléctrico, por lo cual tiene la característica de almacenar energía en forma de campo eléctrico.

Capacitancia: Propiedad de un conductor para adquirir una carga eléctrica cuando es sometido a un potencial eléctrico.

Funcionamiento

Los sensores de proximidad capacitivos trabajan como un capacitor abierto y desplegado. De esa forma, se establecen líneas de campo entre los electrodos.

La distancia de conexión respecto a un determinado material es tanto mayor cuanto más elevada sea su constante dieléctrica. La función del detector capacitivo consiste en señalar un cambio de estado, basado en la variación del estímulo de un campo eléctrico.

Los sensores capacitivos detectan objetos metálicos, o no metálicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de la constante dieléctrica del material a detectar, su masa, tamaño, y distancia hasta la superficie sensible del detector.

Detallamos valores de constante dieléctrica de algunos materiales:

Material                 Constante Dieléctica

Acero                                   98

Agua                                    80

Alcohol                                25.8

Caucho                                2.5 a 35

Polietileno                           2.3

Aire                                     1.000264

Mica                                    5.4

Papel                                   3.5

Poliester                              3.3

Porcelana                            6.5

Teflon                                 2.1

En el caso de que el objeto se encuentre fuera del campo electroestático entonces el oscilador de los sensores capacitivos se encontrará inactivo pero a medida que el objeto se va a acercando al sensor, éste se activa.

Partes del sensor

Oscilador: La amplitud de oscilación varía al acercarse un objeto.

C. Rectificador: La señal alterna recibida del oscilador es convertida por medio del circuito rectificador, de manera que la aproximación del objeto al sensor se traducirá en una variación de una señal de corriente continua.

Potenciómetro: La sensibilidad (distancia de detección) de la mayoría de los sensores capacitivos puede ajustarse por medio de un potenciómetro. De esta forma es posible eliminar la detección de ciertos medios (por ejemplo, es posible determinar el nivel de un liquido a través de la pared de vidrio de su recipiente.)

Circuito disparador: Este circuito (trigger) compara la señal que le proporciona el rectificador con una señal umbral que cambia ligeramente dependiendo del estado de activación, creando así la histéresis del sensor de proximidad.

Ventajas

Es importante destacar que las ventajas de estos sensores tienen que ver con el hecho de que los mismos detectan todo tipo de elementos metálicos, a de más de que pueden “ver” a través de algunos materiales y disponen de muchas configuraciones de instalación además de tener una vida útil bastante larga. No obstante es importante también destacar que los sensores capacitivos tienen una distancia de detección corta que varía según el material que deba detectar.

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