¿Cómo funciona un sensor de posición?

Análisis detallado del funcionamiento de los sensores de posición

Saludos, soy Flavio, y en esta oportunidad, les brindaré una perspectiva detallada sobre el funcionamiento de los sensores de posición. Estos dispositivos son fundamentales para determinar la localización precisa de un objeto en el espacio. Cuando se busca integrar un sensor de posición en nuestros proyectos, es crucial considerar si requerimos de una versión lineal o rotativa, la resolución y el grado de repetibilidad adecuados para la aplicación en cuestión, así como el alcance del rango de medición deseado.

Es igualmente importante reflexionar sobre si la aplicación precisa de un sensor con características especiales, tales como protección contra ambientes húmedos o potencialmente explosivos. Además, es necesario tener en cuenta el diseño y las dimensiones del sensor, acorde al tipo de montaje que se implementará, así como la forma en la que procesará y emitirá la señal de salida.

Variedad de sensores de posición

El potenciómetro, es un artefacto analógico de resistencia ajustable, que se emplea para medir el desplazamiento rotacional o lineal de un objeto. También conocidos como sensores resistivos, funcionan midiendo la resistencia en un trayecto conductor que se encuentra entre un punto de referencia y un cursor vinculado a un componente móvil. A pesar de su accesibilidad económica, estos dispositivos suelen ser susceptibles a desgastes producidos por factores como vibraciones o fluctuaciones térmicas abruptas.

Por otro lado, el Transformador Lineal de Diferencial Variable (LVDT), es un transformador eléctrico especializado en la medición de desplazamiento lineal con una precisión que puede alcanzar hasta 1 μm. Conformados por un par de transformadores que comparten un núcleo magnético común, el cual, al desplazarse, altera la tensión eléctrica entre ambos, permitiendo así una medición exacta. Aunque confiables y resistentes a condiciones adversas, estos sensores son más pesados y su costo es considerablemente alto.

Los sensores de posición óptica o Encoders, pueden ser codificadores rotatorios o generadores de pulsos, y son capaces de convertir la posición angular de un eje en un código digital. Se utilizan en aplicaciones donde la precisión es crítica y no debe verse afectada por campos magnéticos. Hay dos clases principales: los incrementales, que dependen de una posición de referencia y los absolutos, que utilizan un disco marcado con líneas radiales para determinar la posición angular del eje.

En cuanto a los sensores de posición magnéticos, conocidos también como sensores de efecto Hall, estos detectan la posición de un componente al evaluar el campo magnético de un imán o banda magnética. Son robustos y resistentes al polvo y la humedad, pero susceptibles a interferencias magnéticas, lo cual puede afectar su precisión.

Finalmente, los sensores de posición magnetostrictivos generan un campo magnético a través de una guía de ondas en el sensor, interactuando con el campo de un imán externo para crear una onda mecánica elástica que se propaga y cuya respuesta se mide para determinar la posición. Son dispositivos altamente precisos y resistentes a temperaturas extremas, vibraciones y golpes, aunque su coste es elevado.