Sensores de proximidade – frequentemente chamados de interruptores de proximidade – detectam a presença de objetos próximos sem fazer contato físico com eles. Esses objetos são chamados de alvos. Existem vários tipos de sensores de proximidade, incluindo aqueles utilizados para detectar objetos metálicos ou não metálicos. Outros são usados para detectar um objeto específico.
Esses sensores também contam com diferentes princípios de funcionamento. No entanto, cada um deles carece de peças mecânicas, oferece operação sem contato e não é afetado pelo ambiente ao seu redor. Eles também são altamente duráveis e adequados para uma ampla gama de aplicações.
Normalmente, os sensores de proximidade são classificados com base em seus alvos de detecção, como tipo de material ou detecção de algo no ambiente.
De acordo com o método de detecção, os sensores de proximidade são classificados em cinco categorias:
1. Óptico
2. Ultrassônico
3. Indutivo
4. Capacidade
5. Magnético
Sensores ópticos de proximidade
Sensores ópticos de proximidade são usados para detecção de luz e, normalmente, empregam um espectro infravermelho de luz. O sensor consiste em uma fonte de luz, como LED IR ou diodo laser, e um detector de luz, como um fotodiodo ou fototransistor. A fonte de luz transmite radiação IR, que é refletida por um objeto próximo. As radiações refletidas são detectadas pelo detector, que então gera uma saída de tensão.
Sensores ópticos oferecem um curto alcance de detecção e podem perceber diversos tipos de materiais. No entanto, a sua capacidade de detecção pode ser afetada pela natureza de um objeto, pela presença de poeira ou por outros fatores ambientais.
Esses sensores são comumente usados para detecção de objetos, classificação de produtos e detecção de contraste.
Sensores de proximidade ultrassônicos
Como o nome sugere, os sensores ultrassônicos usam ondas sonoras ultrassônicas para detectar objetos de vários materiais. Eles geralmente são usados para detectar a distância de um objeto ou área de superfície. O sensor emitirá pulsos ultrassônicos que um objeto refletirá. Essas ondas refletidas são identificadas e o tempo necessário para isso é calculado. De acordo com este cálculo, a distância do objeto é determinada.
Os sensores ultrassônicos podem ter um alcance de vários metros. Como empregam ondas sonoras, esses sensores são sensíveis às mudanças de temperatura e ao movimento. Eles geralmente são usados para detectar a distância ou movimento de objetos próximos ou áreas de superfície.
Sensores de proximidade indutivos
Sensores indutivos usam indutância para detecção. Esses sensores são usados para detectar objetos metálicos nas proximidades de seu lado ativo, empregando um campo eletromagnético para induzir uma corrente parasita em um objeto próximo.
O campo eletromagnético é produzido usando um circuito de oscilação. Devido à corrente parasita no alvo, um segundo campo magnético é produzido, que é detectado por uma bobina receptora. À medida que o sensor se aproxima do alvo, a corrente de indução no alvo aumenta e a carga no circuito de oscilação aumenta. Como resultado, a oscilação atenua ou para.
Quando a oscilação atenua, sua amplitude diminui. Um circuito detecta a mudança no estado de oscilação e funciona como um indicador, normalmente produzindo uma saída digital ou analógica.
É importante observar que esses sensores são usados apenas para detectar objetos metálicos. Eles têm um curto alcance de detecção e qualquer coisa de natureza magnética pode afetar sua operação. Esses sensores de baixo custo são frequentemente usados como detectores de metais ou para apoiar a detecção de objetos em pedágios ou em linhas de montagem.
Sensores de proximidade magnética
Esses sensores usam ímãs permanentes para detecção e são usados para localizar objetos magnéticos a uma distância crítica. Quando um alvo entra na faixa de detecção do sensor, ele desencadeia um processo de comutação devido às suas características magnéticas.
Mesmo sensores magnéticos compactos podem localizar objetos magnéticos a longa distância, penetrando madeira, plástico e outras superfícies não magnetizáveis.
Como princípio de funcionamento, podem funcionar com base em:
- Efeito Hall
- Efeito magneto-resistivo
- Relutância variável
- Efeito magneto-resistivo gigante
- Interruptores reed
Os sensores de proximidade magnética são particularmente sensíveis às perturbações do campo magnético Reed-techno e ao efeito Hall.
Sensores de proximidade capacitivos
Sensores capacitivos usam uma mudança na capacitância para detectar um objeto. Eles consistem em um oscilador de alta frequência com uma superfície sensora formada por um par de eletrodos.
À medida que um objeto se aproxima do sensor, a capacitância entre os eletrodos muda devido ao campo eletrostático. A mudança na capacitância aumenta a amplitude da oscilação. Quando a amplitude da oscilação atinge um determinado limite, o sensor identifica a presença do alvo.
Esses sensores oferecem um curto alcance e podem detectar vários tipos de materiais. No entanto, esta capacidade pode ser afetada pelas propriedades dielétricas do alvo e pela umidade.
Proximidade capacitiva sensores são usados para identificar objetos através de uma superfície ou para detectar diferentes níveis de materiais líquidos e sólidos.
Conclusão
Existem vários tipos de sensores de proximidade, incluindo tipos ópticos, ultrassônicos, indutivos, magnéticos e capacitivos. Cada tipo funciona com um princípio operacional diferente, detectando objetos com base em um recurso definido, como ondas sonoras ou capacitância.
Dependendo do tipo, os sensores de proximidade identificam objetos metálicos, não metálicos ou magnéticos dentro de um ambiente ou caminho definido.
