Che cos'è un sensore di prossimità
Un sensore di prossimità segnala che un oggetto ha raggiunto una posizione, senza toccarlo e senza una leva meccanica che si consumi. L'elemento sensibile si trova dietro una faccia attiva, alimentata in continuo, e l'uscita cambia stato quando un bersaglio entra nel campo. Non essendovi contatto, il sensore non si usura, non richiede forza per intervenire e commuta molto più in fretta di un finecorsa azionato da una leva fisica.
La quasi totalità è di tipo induttivo: genera un campo magnetico alternato sulla faccia attiva e rileva le correnti parassite indotte in un bersaglio metallico. Questo li rende affidabili in olio, refrigerante, polvere e lavaggi, dove un dispositivo ottico faticherebbe, ma significa anche rispondere solo ai metalli, e a distanze diverse a seconda del metallo. I tipi capacitivi rilevano quasi ogni materiale, plastica, liquidi e polveri comprese, al prezzo di essere più facili da attivare per errore.
La domanda di scelta, quindi, raramente è quale sensore in astratto. È: di che materiale è il bersaglio, quanto la faccia attiva può fisicamente avvicinarsi, a quale velocità il bersaglio transita, e che effetto ha il metallo circostante sul campo. Questa pagina percorre questi punti e segna il confine con le famiglie di sensori vicine a cui spesso si ricorre al loro posto.
Come misura un sensore di prossimità
Un sensore induttivo pilota un oscillatore la cui bobina è avvolta attorno a un nucleo dietro la faccia attiva. Quando un bersaglio conduttivo entra nel campo, in esso circolano correnti parassite che smorzano l'oscillazione; il sensore rileva il cambiamento di ampiezza e commuta l'uscita. Della distanza in sé non viene misurato nulla: l'uscita è un sì o un no, in un punto fissato dalla soglia interna.
Lo smorzamento dipende da quanto il bersaglio conduce e da quanto è magnetico, ed è per questo che la distanza nominale di rilevamento è dichiarata su un bersaglio standard in acciaio dolce e ridotta per tutto il resto. Alluminio e rame smorzano il campo a distanza più breve, e i fattori di riduzione pubblicati dal produttore esprimono esattamente questo. Un bersaglio più sottile del minimo specificato, o placcato, non si comporta come nessuno dei due.
Poiché il campo si estende oltre la faccia in tutte le direzioni, il sensore può essere attivato anche da qualcosa di diverso dal bersaglio previsto. Due unità montate fronte a fronte o fianco a fianco possono interferire, e un sensore non schermato immerso nel metallo vede parte del proprio campo assorbito dall'alloggiamento circostante. Le regole di montaggio fanno quindi parte della misura, non sono un dettaglio dell'installazione.
Opzioni di configurazione
La maggior parte della specifica è definita da queste decisioni e non dalla classe di accuratezza. Ognuna vincola la successiva, ed è per questo che si chiariscono in ordine.
| Configurazione | Opzioni da definire | Cosa decide davvero |
| Principio di rilevamento | Tipi induttivi, capacitivi e magnetici | Quali materiali sono rilevabili in assoluto, e quanto il sensore tollera bersagli estranei e il proprio intorno. |
| Distanza nominale di rilevamento | Dichiarata su un bersaglio standard in acciaio dolce, da pochi millimetri in su | Il trafero che l'installazione può tollerare. È il valore di partenza, non quello di lavoro, perché materiale e montaggio lo riducono entrambi. |
| Schermato o non schermato | I tipi schermati si montano a filo nel metallo; i non schermati raggiungono distanze maggiori ma richiedono un intorno libero | Se il sensore può essere immerso in una staffa o deve sporgere. Lo decide il disegno meccanico, non il requisito di rilevamento. |
| Forma e dimensione del corpo | Cilindri filettati nelle misure metriche comuni, e forme rettangolari o a blocco | Se entra nello spazio disponibile e se, una volta regolato, può essere bloccato in posizione. |
| Tipo di uscita | PNP, NPN, a due, tre o quattro fili, in versione normalmente aperta o normalmente chiusa | Come il sensore si collega alla scheda di ingresso e cosa legge il controllore quando il bersaglio è assente. Una polarità d'uscita sbagliata è una delle cause più comuni per cui un sensore nuovo sembra non funzionare. |
| Raccordo | Cavo integrato, o connettore in una misura industriale comune | Se il sensore può essere staccato per la sostituzione senza ricablare, cosa che conta su una macchina che ne porta molti. |
| Alimentazione e frequenza di commutazione | La tensione di esercizio, e il numero massimo di commutazioni al secondo | Se il sensore tiene il passo della macchina. Un bersaglio veloce può attraversare il campo e uscirne tra due cicli di commutazione. |
| Ambiente | Grado di protezione, resistenza agli schizzi di saldatura, immunità ai campi delle saldatrici vicine | Quanto a lungo il sensore resiste nel punto in cui è montato: in una cella di saldatura, con un tipo inadatto, si misura in settimane. |
Come scegliere un sensore di prossimità
| Criterio | Perché determina la risposta | Come chiarirlo prima della richiesta |
| Materiale del bersaglio | Decide la distanza reale di rilevamento, perché un bersaglio che non è acciaio dolce fa scattare il sensore a un trafero più piccolo del valore dichiarato | Indichi il materiale del bersaglio, e la sua placcatura o il suo rivestimento se ne ha uno. |
| Dimensione e spessore del bersaglio | Un bersaglio più piccolo o più sottile del riferimento riduce ulteriormente la distanza | Indichi la dimensione minima del bersaglio lungo l'asse di rilevamento, non solo la sua area. |
| Vincolo di montaggio | Montaggio a filo o non a filo, e quanto metallo c'è attorno al sensore | Invii un disegno della staffa e della posizione del sensore rispetto alle parti metalliche vicine. |
| Velocità di commutazione rispetto alla velocità di macchina | Il sensore deve risolvere il transito più veloce e la sosta più breve | Indichi la velocità di linea e il tempo in cui il bersaglio resta davanti alla faccia attiva. |
| Distanza dagli altri sensori | Sensori adiacenti possono attivarsi a vicenda | Indichi quanto saranno vicini i sensori, e se potranno essere alternati o schermati. |
| Condizioni ambientali | Refrigerante, trucioli, lavaggi, polvere, schizzi di saldatura e temperatura ambiente agiscono tutti sulla faccia del sensore | Descriva la cella in cui il sensore opera, non l'impianto in generale. |
| Cosa pilota il segnale | La tensione e la polarità della scheda di ingresso, e la logica che il programma si attende | Confermi il tipo di ingresso prima dell'ordine, così il tipo di uscita è fissato da qualcosa di più di una preferenza. |
La distanza nominale di rilevamento è un valore da laboratorio. La distanza di lavoro è ciò che resta dopo che il materiale del bersaglio, le sue dimensioni e il montaggio ne hanno ciascuno assorbita una parte, quindi va trattata come un limite superiore, non come una regolazione.
Le alternative più vicine
Questi sono i tipi in cui una richiesta per un sensore di prossimità si risolve di solito, e il punto in cui la scelta si decide davvero.
| Alternativa più vicina | Cosa la distingue da un sensore di prossimità |
| Sensori fotoelettrici | Ottici, quindi rilevano quasi ogni materiale a distanze che un sensore induttivo non raggiunge, e distinguono il chiaro dallo scuro o rilevano un oggetto trasparente. Richiedono però una linea di vista libera, e soffrono polvere, nebbia e lavaggi: esattamente ciò che a un sensore induttivo non dà alcun fastidio. |
| Sensori di posizione | Dicono dov'è qualcosa, spesso come valore continuo su una corsa, invece di dire che ha raggiunto un punto. Quando il sistema di controllo ha bisogno della posizione effettiva, un sensore di prossimità fornisce solo la conferma di finecorsa. |
| Sensori di spostamento | Misurano un piccolo movimento come distanza continua, che è ciò di cui hanno bisogno il controllo del battimento, della freccia o della dilatazione termica. Un sensore di prossimità riduce quell'informazione a una singola soglia: può confermare un limite, ma non riferire quanto lontano è il pezzo. |
| Sensori di livello | Stessi principi fisici rivolti a una superficie di materiale anziché a un pezzo di macchina, e progettati per serbatoi e tramogge. Un sensore di prossimità dentro una tramoggia è un sensore di livello puntale; dove si vuole un livello continuo, la famiglia giusta è quella dei sensori di livello. |
| Sensori di velocità | Contano con quale frequenza i bersagli transitano e restituiscono una frequenza proporzionale alla velocità. Un sensore di prossimità può fornire gli impulsi, ma non può riferire la velocità in sé: quella conversione avviene nel controllore o in un sensore di velocità dedicato. |
| Altri sensori industriali | Categoria raccoglitutto per servizi che nessuna famiglia specifica copre, come gli interruttori magnetici per cilindri o gli interblocchi con livello di sicurezza. Quando un'applicazione porta con sé un requisito di certificazione, un sensore di prossimità generico non lo sostituisce. |
Le due famiglie più spesso confuse in questo spazio sono la induttiva e la fotoelettrica. La scelta di solito si risolve da sola su una domanda: il bersaglio è metallico, e l'ambiente è abbastanza sporco da accecare un sensore ottico?
Cosa includere nella richiesta
La prima risposta può essere un preventivo anziché una serie di domande, se la richiesta le contiene. Dove un valore non è noto, invii la descrizione del compito di misura e confermeremo ciò che implica.
- Materiale del bersaglio, con le sue dimensioni e il suo spessore nella direzione di rilevamento
- Distanza di lavoro richiesta fra la faccia attiva e il bersaglio
- Se il sensore può essere montato a filo nel metallo o deve restarne libero
- Velocità di commutazione o di linea, e per quanto tempo il bersaglio resta nel campo
- Tipo e polarità di uscita attesi dalla scheda di ingresso
- Preferenza sul raccordo, e se i sensori devono poter essere staccati per la sostituzione
- Condizioni ambientali: refrigerante, trucioli, polvere, lavaggi, schizzi di saldatura e temperatura
- Quante unità servono, ed eventualmente ricambi da ordinare insieme
- Quantità, porto di destinazione e data di consegna richiesta