Sensors

Generalità

I sensori magnetici sono dispositivi che, in presenza di campi magnetici, cambiano lo stato dell'uscita del circuito. Vengono normalmente utilizzati come finecorsa di prossimità su cilindri con magnete permanente nel pistone. Applicando il sensore nell'apposita sede sul corpo esterno del cilindro, si può rilevare la posizione del pistone tramite un contatto elettrico o un segnale in tensione. A seconda del tipo di sensore, l'elemento sensibile può essere rispettivamente un relè REED oppure un chip magneto-resistivo (GMR). I sensori sono disponibili nella versione con uscita cavo oppure con connettore. Il nostro “custom service” è a disposizione dei clienti qualora i nostri prodotti di serie non soddisfacessero le esigenze.

Scelta del sensore

Il sensore è un interruttore che solitamente è connesso in serie ad un cavo: è importante quindi che sia installato rispettando le caratteristiche elettriche dichiarate. I principi di funzionamento sono due:

• RELE' REED dove l'elemento sensibile consiste in un' ampolla di vetro che contiene due lamelle metalliche polarizzate. Queste lamelle si attraggono in presenza di campo magnetico. Può funzionare con alimentazione Vdc o Vac. L'elemento sensibile potrebbe avere malfunzionamenti in presenza di forti vibrazioni.

• ELETTRONICO dove l'elemento sensibile è un chip magneto-resistivo (GMR) che, in presenza di campi magnetici, cambia lo stato di un'uscita. Funziona esclusivamente con alimentazione Vdc ed ha una vita, teoricamente, infinita. L'elemento sensibile è immune alle forti vibrazioni.

La scelta del tipo di uscita tra PNP e NPN è generalmente guidata dall’integrazione nel sistema di automazione preesistente: per un corretto funzionamento del sistema, il tipo di uscita del sensore deve corrispondere al tipo di ingresso del controllore (o PLC) utilizzato. In generale la soluzione PNP è più diffusa in Nord America ed in Europa mentre la soluzione NPN è più diffusa in Asia. I sensori di tipo PNP sono vulnerabili ai corti circuiti mentre i sensori di tipo NPN possono generare falsi segnali al controllore in caso di contatto indesiderato verso massa. Infine un’ultima distinzione riguarda la selezione dello stato del sensore in condizione non attiva, ovvero tra sensore normalmente aperto (NA) o normalmente chiuso (NC). Nel primo caso il sensore si comporta secondo una logica di rilevamento positiva, non genera segnale in caso di interruzione di un conduttore ma può generare falsi segnali in caso di corto circuito. Nel secondo caso il sensore si comporta secondo una logica di rilevamento negativa ed un eventuale conduttore interrotto generebbe un falso segnale. In entrambi i casi la logica può essere invertita facilmente dal controllore (o PLC).

Avvertenze nell’uso dei sensori magnetici

I sensori magnetici sono spesso utilizzati in abbinamento a magneti che ne generano l‘attuazione e che sono tipicamente integrati all’interno degli attuatori. La caratteristica principale di un qualsiasi sensore magnetico digitale è la sensibilità che rappresenta il valore di intensità del campo magnetico alla quale il sensore commuta l’uscita. Riferendosi allo schema riportato sotto, il grafico mostra la tipica forma d’onda dell’intensità di campo magnetico assiale misurabile da un gaussmetro in posizione centrale (PC). In base alla sensibilità del sensore e alle caratteristiche del campo magnetico, un sensore posizionato centralmente può commutare l’uscita più volte durante la corsa dell’attuatore. Se non diversamente indicato, in generale una buona pratica di installazione consiste pertanto nel non posizionare il sensore centralmente, bensì di inserire il sensore lateralmente dal fondo della cava del dispositivo e regolare manualmente la posizione di commutazione realizzando più corse dell’attuatore. Normalmente i sensori sono infatti utilizzati per identificare esclusivamente le condizioni di fine corsa. Per altre condizioni operative si prega di contattare il supporto tecnico.

Circuito di protezione per sensori

La commutazione di carichi induttivi da parte dei contatti REED produce un elevato picco di tensione al momento della disinserzione. Per tale motivo, al fine di prevenire eventuali scariche dielettriche oppure un arco voltaico, è necessario introdurre un circuito di protezione. Questo può essere:

• Un circuito R-C in parallelo al finecorsa se alimentato in V dc (Figura 1).
• Un diodo in parallelo al carico se alimentato in V dc (Figura 2).
• N°2 diodi Zener in parallelo al carico se alimentato in V ac/ dc (Figura 3).
• A varistor (VDR) in parallel with the load with an AC/DC voltage supply (figure 4).

Un varistore (VDR) in parallelo al carico se alimentato in V ac/ dc (Figura 4).