ESCUELA DE EDUCACIÓN SECUNDARIA MODALIDAD TÉCNICO PROFESIONAL Nº 8163 SAN JOSÉ. Principio de funcionamiento de un sensor capacitivo

Transcripción

1 Sensores Capacitivos Definición de capacitor Un capacitor o condensador es un dispositivo electrónico conformado por dos placas metálicas llamadas electrodos, que almacena energía eléctrica. En su construcción, un capacitor puede tener los electrodos separados por aire o por un material aislante, también llamado dieléctrico. Principio de funcionamiento de un sensor capacitivo Campo Eléctrico Los sensores de proximidad capacitivos utilizan un campo eléctrico, para polarizar el material que se les acerca. Flujo de Cargas El campo eléctrico provoca que las cargas se muevan dentro del material dieléctrico. En las placas metálicas, llamadas ELECTRODOS, se acumulan cargas que equilibran el campo. 1

2 Capacitor Abierto Los sensores de proximidad capacitivos trabajan como un capacitor ABIERTO. De esa forma, se establecen líneas de campo entre los electrodos. Esas líneas de campo polarizan el material a detectar. Detección y Constante Dieléctrica Los materiales pueden polarizarse más o menos, dependiendo de su CONSTANTE DIELÉCTRICA. Cuánto más ALTA es la constante, más fácil se polarizará un material, por lo que acumulará cargas más fácilmente, y más fácil será detectado. Campo Eléctrico Un campo eléctrico es un campo de fuerza creado por la atracción y repulsión de cargas eléctricas. La intensidad del campo eléctrico aumenta cuánto más cerca están las placas que lo producen. Cuando los electrodos están separados, tenemos una intensidad de campo baja. Cuando los electrodos están cerca, tenemos una intensidad de campo alta. 2

3 Flujo de Cargas Al colocar un material dieléctrico entre los electrodos, podrán acercarse mucho más las placas sin que se toquen, lográndose campos eléctricos muy intensos. Al cerrar el circuito las cargas se moverán de un electrodo al otro para equilibrar ese campo, y se dice que el capacitor quedó Polarizado. Ese flujo de cargas puede medirse claramente como la corriente de carga del capacitor. Constante Dieléctrica Los materiales dieléctricos que se polarizan dentro de un campo eléctrico son capaces de almacenar cargas, y la constante dieléctrica indica cuánto más se polariza respecto del vacío. Detallamos valores de constante dieléctrica de algunos materiales comunes utilizados en la industria: Acero: 98 Agua: 80 Alcohol: 25.8 Caucho: 2.5 a 35 Polietileno: 2.3 Aire: Cuanto más alto sea el valor de la constante, más fácil se polarizará el material, y más cargas se necesitarán para equilibrar el campo, por lo que almacenará más energía. Para el caso del sensor capacitivo, cuanto más ALTA sea la constante dieléctrica del material frente al sensor, más fácil será detectarlo. El sensor capacitivo se comporta como un capacitor abierto, y el material a detectar actúa como dieléctrico. 3

4 Cuando se acerca un material frente a los electrodos, las líneas de campo comienzan a ejercer influencia sobre el material, realizándose así la polarización. En la propuesta interactiva Capacitivos-Funcionamiento encontramos un simulador del comportamiento, en donde podremos seleccionar distintos tipos de materiales, acercarlos y alejarlos de los electrodos. Note que cada material indica su constante dieléctrica, y que cuanto más alto es ese valor, mayor será la capacidad de almacenar cargas. Formato Los sensores capacitivos se construyen en múltiples formatos, según el tipo de aplicación. Cilíndricos lisos Cilíndricos Roscado (Este formato permite montarlo fácilmente. En general son de sensibilidad FIJA) (Es el estilo más frecuente y se identifican por el diámetro en milímetros: M8, M12, M18, M30. Puede haberlos con sensibilidad REGULABLE.) 4

5 Cilíndrico de Teflón (Para detección en ambientes agresivos) Rectángulo Plano (Para detección en lugares estrechos) Tubulares (Para detección de nivel de líquidos) Aplicaciones 5

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