Sensore induttivo: a cosa serve e come funziona
Un
sensore induttivo è un tipo di sensore di prossimità largamente utilizzato per la
misurazione e il rilevamento della posizione o della velocità, soprattutto in ambienti industriali. Scopri anche i sensori
capacitivi e a
ultrasuoni.
Cosa vuol dire sensore induttivo?
Un sensore induttivo è la tipologia di sensore di prossimità che permette di
determinare, in assenza di contatto, la presenza e assenza ed eventualmente
la distanza rispetto a un oggetto in metallo. Se si scende al di sotto di una determinata distanza, il sensore innesca un’azione.
Il sensore induttivo è quindi uno strumento irrinunciabile nell’ambito dell’automazione industriale,
in tutti i settori industriali, per esempio, come mezzo di guida dei bracci prensili delle macchine industriali o di monitoraggio per i livelli dei liquidi con l’ausilio di galleggianti metallici. I sensori induttivi per la misurazione della posizione e della velocità sono disponibili in forme, dimensioni e tecnologie differenti.
Il sensore induttivo si basa sul
principio di funzionamento del trasformatore e su un fenomeno fisico imperniato sulle
correnti elettriche alternate. Il fenomeno è stato scoperto da
Michael Faraday nel 1831: lui aveva scoperto che un primo conduttore di corrente poteva “indurre” il trasferimento di un flusso di corrente verso un secondo conduttore.
Nella categoria dei sensori induttivi rientrano
semplici interruttori di prossimità,
sensori a induttanza variabile,
sensori a riluttanza variabile,
sincronizzatori,
resolver e
sensori a trasformatore rotativi o lineari (RVDT o LVDT).
Sensore induttivo funzionamento: cosa c’è da sapere
Come già anticipato, il funzionamento dei sensori induttivi si basano sul principio del trasformatore e su un
fenomeno delle correnti elettriche alternate. Il sensore induttivo dispone di una superficie attiva dal proprio lato frontale, che in caso si tratta di fatto di un oscillatore. Esso genera un campo elettromagnetico in un semicerchio. Un oggetto in metallo introdotto nel campo lo indebolisce. Ciò consente al sensore di riconoscere a che distanza si trova e di agire di conseguenza.
Se un componente industriale scende al di sotto di una determinata distanza, il sensore induttivo induce un movimento. Il numero delle azioni che un sensore induttivo può indurre al secondo è definito
frequenza di commutazione. I sensori sono quindi adatti anche per processi di produzione rapidi oppure monitoraggi in tempo reale.
Sensore induttivo: dove viene utilizzato?
Il sensore induttivo viene utilizzato in ambito industriale per il
monitoraggio della posizione di tutti i tipi, il
monitoraggio delle posizioni delle valvole e la
rilevazione delle velocità di avanzamento del nastro. L’ampia versatilità del principio di rilevamento fisico permette di lanciare sul mercato sensori induttivi di diversi tipi di design e versioni di sensori per adattarsi a specifiche condizioni operative.
Il sensore induttivo è molto apprezzato per la sua affidabilità anche in
condizioni difficili. Per questo rappresenta una scelta opportuna per le applicazioni correlate alla sicurezza, che hanno bisogno di
elevata affidabilità anche in condizioni particolarmente critiche. I sensori induttivi sono utilizzati soprattutto nel
settore macchine automatiche e utensili,
aerospaziale,
ferroviario e nell’
industria pesante.
Le solide prestazioni di un sensore induttivo sono determinate dalla fisica di base e dai principi di funzionamento che in genere
non dipendono da:
- contatti elettrici mobili
- temperatura
- umidità, acqua e condensa
- corpi estranei come sporco, grasso, graniglia e sabbia.
Quale materiale rileva un sensore induttivo?
Un sensore induttivo in genere rileva a distanze diverse tranne alcuni modelli speciali un ampio set di metalli, tra cui:
- acciaio
- ghisa
- nichel
- acciaio inox
- rame
- alluminio
- ottone
Il sensore induttivo rileva senza bisogno di contatto degli oggetti metallici situati nel loro campo di misurazione. Il sensore induttivo utilizza l'interazione dell'oggetto metallico come conduttore elettrico con il campo magnetico alternato emesso dal sensore.
Sensore induttivo: vantaggi e svantaggi dell’uso
Il sensore induttivo svolge sicuramente un ruolo cruciale in ambito industriale grazie alla
moltitudine di vantaggi che presenta e che lo rende un eccezionale dispositivo per i contesti più critici:
- funziona senza contatto e quindi resiste all’usura;
- supporta elevati livelli di precisione e frequenze di commutazione;
- è insensibile allo sporco, alle vibrazioni e agli urti;
- resistono a cortocircuiti;
- la circuiteria di elaborazione del segnale associata al sensore induttivo non deve essere collocata in stretta prossimità delle bobine di rilevamento.
Nonostante siano in inferiorità numerica e di importanza, se confrontati con i vantaggi, esistono anche alcuni lati negativi che vale la pena menzionare per comprendere se i sensori induttivi possano essere la giusta soluzione. Ecco alcuni
svantaggi del sensore induttivo:
- può rilevare solo i metalli;
- richiede grande cura per avvolgere le bobine il che ne rende costosa la produzione e il relativo prezzo;
- supporta poca distanza di commutazione che fa sì che ci sia bisogno di collegare più sensori in serie;
- i campi magnetici possono modificare la precisione di misurazione che può essere svantaggioso per alcuni tipi di motore.
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