Sensores de desplazamiento

El desplazamiento en un sistema mecatrónico, puede ser medido por algún tipo de dispositivo que convierta dicho desplazamiento o posicionamiento nuevo en alguna otra variable medible; por ejemplo, eléctrica. En este sentido se tiene la capacitancia o la inductancia.

El sensor de desplazamiento por capacitancia es un dispositivo basado en la medición de la capacitancia producida por dos placas paralelas. La expresión matemática para la capacitancia está dada por la siguiente expresión:

donde:

= el área de cada placa, en m
= distancia entre las placas, en m
, en
= constante dieléctrica

Puesto que la capacitancia es inversamente proporcional a la distancia entre las placas paralelas, cualquier variación de "" origina variaciones en la capacitancia.

Este principio se aplica en el sensor de desplazamiento por capacitancia mostrado en la siguiente figura:

El sensor de desplazamiento o posicionamiento por inductancia, se basa en el cambio en la relación de inductancia de un par de bobinas o por el cambio de la inductancia de una sola. En cada caso la armadura ferromagnética se desplaza por la fuerza aplicada a ella, variando como consecuencia la reluctancia del circuito magnético. La siguiente figura muestra como se cambia el entre hierro al variar la posición de la armadura. El cambio resultante en la inductancia es una medida del desplazamiento obtenido.

El sensor de proximidad es semejante en principio al de desplazamiento capacitivo e inductivo, sin embargo, se utiliza con mayor frecuencia el sensor basado en un dispositivo fotoeléctrico.

El sensor fotoeléctrico hace uso de las propiedades de una celda fotoemisiva o de un fototubo. El fototubo es un dispositivo de energía radiante que controla su emisión electrónica cuando se expone a la luz incidente. En la siguiente figura se muestra un circuito eléctrico típico usado con el fototubo.

En el esquema de la figura anterior se muestra una ventana, la cual consiste en una entrada de luz que también puede ser una puerta, la cual modula la cantidad de luz registrada por el fototubo, de modo que cualquier cuerpo, objeto e incluso persona que pase por la ventana, producirá un cambio en la luz registrada por el fototubo, lo cual constituye una medida de proximidad en función de la variación de la luz.