Sensores indutivos: desmistificando o princípio de funcionamento dos sensores de proximidade indutivos

O que é um sensor indutivo?

Um sensor indutivo é um dispositivo que usa indução eletromagnética para detectar a presença de objetos metálicos sem contato físico. Esses sensores são amplamente usados em ambientes industriais para monitorar a posição, presença ou ausência de objetos e são componentes essenciais em sistemas de automação.

Eles são conhecidos por sua robustez, confiabilidade e capacidade de operar em condições úmidas ou sujas.

No contexto da automação industrial, sensores indutivos desempenham um papel crucial em garantir a operação suave de máquinas e equipamentos. Por exemplo, em uma fábrica, esses sensores podem ser usados para detectar a posição de um braço robótico, garantindo que ele se mova para o local correto para executar sua tarefa.

Além disso, na fabricação de produtos, sensores indutivos podem ajudar a verificar a presença de componentes metálicos em um produto, garantindo o controle de qualidade. Eles são os burros de carga silenciosos da indústria moderna, monitorando e fornecendo feedback constantemente aos sistemas de controle, garantindo precisão e eficiência.

Como funcionam os sensores indutivos?

O princípio de funcionamento de um sensor de proximidade indutivo gira em torno do conceito de indução eletromagnética. O sensor contém uma bobina de fio enrolada em torno de um núcleo de ferrite, que gera um campo magnético quando uma corrente elétrica alternada flui através dele.

Quando um objeto metálico entra no campo magnético, ele interrompe o campo, fazendo com que correntes parasitas sejam induzidas no alvo metálico.

Essas correntes parasitas criam seu próprio campo magnético, que se opõe ao campo do sensor. Essa interação leva a uma mudança na amplitude de oscilação do oscilador dentro do sensor, que é detectada pelo circuito interno do sensor.

Essa mudança na oscilação indica a presença de um objeto de metal. O sensor então gera um sinal de saída, que pode ser usado para disparar uma ação ou fornecer feedback para um sistema de controle. Por exemplo, se você quiser saber mais sobre os diferentes tipos de PLCs, você pode conferir nossa página em CLP.

Aqui está uma tabela resumindo as principais etapas na operação de um sensor indutivo:

Quais são os diferentes tipos de sensores indutivos?

Existem basicamente dois tipos de sensores indutivos: sensores analógicos e digitais (ou de comutação). Sensores indutivos analógicos fornecem um sinal de saída contínuo que varia proporcionalmente com a distância entre o sensor e o objeto de metal.

Isso os torna ideais para aplicações onde é necessária uma medição precisa de distância. 

Sensores indutivos digitais ou de comutação, por outro lado, têm um alcance de detecção fixo e fornecem uma saída binária que muda de estado quando um objeto metálico é detectado dentro desse alcance.

Eles são comumente usados como interruptores de proximidade para detectar a presença ou ausência de um objeto. Ao escolher entre analógico e digital, é importante entender que o analógico custará mais, mas fornecerá um feedback mais detalhado. Para obter mais informações sobre componentes de automação industrial, confira nossas ofertas de produtos em Servo Mitsubishi.

Qual é o alcance de detecção de um sensor indutivo?

O alcance de detecção de um sensor indutivo, também conhecido como distância operacional, é a distância máxima na qual o sensor pode detectar com segurança um objeto metálico.

Essa distância é influenciada por vários fatores, incluindo o tamanho e o material do alvo metálico, o tamanho e o formato da bobina do sensor e a frequência operacional do sensor.

É importante notar que o tipo de metal detectado também afeta o alcance de detecção. Por exemplo, materiais ferromagnéticos como ferro têm um fator de correção maior em comparação a materiais não ferromagnéticos como alumínio.

Isso significa que um sensor indutivo geralmente terá um alcance de detecção maior para objetos de ferro do que para objetos de alumínio do mesmo tamanho. Sensores de fator 1 são um tipo especial de sensor indutivo que tem o mesmo alcance de detecção para todos os tipos de metal.

O fator de correção é um multiplicador que deve ser aplicado à distância operacional nominal para determinar a distância operacional real para um tipo específico de metal. A distância operacional é a distância máxima na qual o sensor pode detectar o alvo de forma confiável. 

Para que são usados os sensores indutivos?

Sensores indutivos são usados para detectar objetos metálicos em uma ampla gama de aplicações industriais. Eles são comumente empregados para detectar a posição de peças de máquinas, a presença de componentes metálicos em um produto ou a passagem de objetos em uma correia transportadora.

Além disso, sensores indutivos também podem ser usados para detecção de velocidade, contagem e até mesmo para detectar a presença de tipos específicos de metais. Sua capacidade de operar sem contato físico os torna ideais para uso em ambientes hostis, onde outros tipos de sensores podem falhar.

Eles fornecem feedback preciso e oportuno para controlar sistemas, ajudando a prevenir erros e melhorar a produtividade. É importante entender que sensores indutivos também detectarão uma fina folha de alumínio ou cobre e não apenas uma peça sólida de metal.

Como os sensores indutivos analógicos diferem dos sensores indutivos digitais?

Como mencionado anteriormente, os sensores indutivos analógicos fornecem um sinal analógico contínuo que é proporcional à distância entre o sensor e o objeto metálico.

Este sinal de saída pode ser um sinal de corrente ou tensão, dependendo do design específico do sensor. Sensores analógicos são normalmente usados em aplicações onde medições precisas de distância são necessárias.

Sensores indutivos digitais ou de comutação, por outro lado, têm uma distância de detecção fixa e fornecem uma saída binária que muda de estado quando um objeto metálico é detectado dentro dessa distância.

Esses sensores são frequentemente usados como interruptores de proximidade para indicar a presença ou ausência de um objeto. Por exemplo, em uma fábrica, um sensor indutivo digital pode ser usado para detectar quando um produto atingiu um ponto específico em uma correia transportadora, acionando um braço robótico para executar uma operação no produto.

Se você estiver interessado em aprender mais sobre aplicações de sensores, nossa página em Omron oferece insights adicionais.

Quais são algumas aplicações comuns de sensores indutivos?

As aplicações de sensores indutivos são diversas e abrangem várias indústrias. Na indústria automotiva, eles são usados para detectar a posição de engrenagens, eixos e outros componentes metálicos em motores e transmissões.

Na indústria metalúrgica, eles são usados para monitorar a posição de ferramentas de corte e peças de trabalho.

Na indústria de embalagens, sensores indutivos são usados para detectar a presença de produtos em correias transportadoras e para garantir que os contêineres sejam preenchidos adequadamente. Eles também são usados em robótica, manuseio de materiais e muitos outros campos onde a detecção de objetos metálicos é necessária.

Como uma empresa especializada em automação industrial, vimos em primeira mão como sensores indutivos podem melhorar a eficiência e a confiabilidade dos processos de fabricação.

Sensores indutivos podem detectar objetos não metálicos?

Não, sensores indutivos são projetados especificamente para detectar objetos metálicos. Eles se baseiam no princípio da indução eletromagnética, que requer que o objeto alvo seja condutor.

Materiais não metálicos como plástico, madeira ou vidro não conduzem eletricidade e, portanto, não podem ser detectados por sensores indutivos.

Para a detecção de objetos não metálicos, são utilizados outros tipos de sensores, como sensores capacitivos ou sensores fotoelétricos. 

Sensores capacitivos detectam mudanças na capacitância causadas pela presença de um objeto, enquanto sensores fotoelétricos usam luz para detectar objetos.

Quais são as vantagens de usar sensores indutivos?

Sensores indutivos oferecem várias vantagens sobre outros tipos de sensores. Eles são robustos, confiáveis e podem operar em condições úmidas ou sujas. Eles também são resistentes a vibração, choque e temperaturas extremas.

Além disso, como operam sem contato físico, os sensores indutivos têm uma longa vida útil e exigem manutenção mínima. Eles também são relativamente baratos em comparação a outras tecnologias de detecção. 

Aqui está um exemplo de um sensor indutivo sendo usado em uma aplicação do mundo real: Uma empresa que fabrica peças automotivas usa sensores indutivos para detectar a presença de componentes metálicos em seus produtos. Os sensores são montados na linha de montagem e são usados para acionar um braço robótico para executar uma operação de soldagem.

O uso de sensores indutivos ajudou a empresa a melhorar a qualidade de seus produtos e aumentar sua eficiência de produção.

Como escolher o sensor indutivo certo para sua aplicação específica?

A escolha do sensor indutivo certo para uma aplicação específica depende de vários fatores. Estes incluem o tipo de metal que está sendo detectado, o alcance de detecção necessário, o ambiente operacional e o tipo de saída desejado (analógico ou digital).

Também é importante considerar o tamanho, o formato e as opções de montagem do sensor. Alguns sensores são projetados para montagem embutida, enquanto outros são projetados para montagem não embutida.

A escolha entre esses dois tipos depende dos requisitos específicos da aplicação. Você também pode querer considerar nossa seleção de Omron HMI produtos para suas necessidades de automação industrial.