Guida rapida alla selezione

Interruttori di prossimità capacitivi
Guida rapida alla selezione
Caratteristiche
tecniche
875C e 875CP
Tubolare con cilindro di plastica
• Cilindro di ottone nichelato
• Corpo di plastica
Caratteristiche
La tecnologia capacitiva rileva oggetti metallici e non metallici, liquidi e solidi
Distanza di rilevamento regolabile
Modelli CC a 3 fili e CA a 2 fili
I modelli CC sono dotati di protezione da cortocircuito, sovraccarico, disturbo
transitorio e inversione di polarità
• Tipi con cavo o con connettore a sezionamento rapido
•
•
•
•
Tensione di
funzionamento
• 10-- 48 V CC
• 24-- 240 V CA
• 10-- 48 V CC
• 24-- 240 V CA
• 12, 18, 30 mm
• 18, 30 mm
• 18, 30, 34 mm
• 18, 30, 34 mm
• CC a 3 fili con cilindro
di ottone nichelato
• CA a 2 fili con cilindro
di ottone nichelato
• CC a 3 fili con cilindro di plastica
• CA a 2 fili con cilindro di plastica
• Cavo PVC
• Connettore pico a sezionamento
rapido (18 mm)
• Connettore micro a sezionamento
rapido (30 mm)
• Cavo PVC
• Connettore micro a sezionamento
rapido (30 mm)
• Cavo PVC
• Connettore pico a sezionamento
rapido (18 mm)
• Connettore micro a sezionamento
rapido (30 e 34 mm)
• Cavo PVC
• Connettore micro a sezionamento
rapido (30 e 34 mm)
• Cilindro di ottone nichelato
• NEMA 1, 3, 4, 6, 13 e IP67
• Cilindro di ottone nichelato
• NEMA 1, 3, 4, 6, 13 e IP67
• Corpo di plastica
• NEMA 12, IP67 (IEC 529)
• Corpo di plastica
• NEMA 1, 3, 4, 6, 13 e IP67
• Vedere pagina 4-- 8
• Vedere pagina 4-- 10
• Vedere pagina 4-- 9
• Vedere pagina 4-- 10
Descrizione
Diametro
Modelli disponibili
Collegamento
Custodia
Ulteriori informazioni
4--2
875C e 875CP
Tubolare multifunzionale
•
•
•
•
La tecnologia capacitiva rileva oggetti metallici e non metallici, liquidi e solidi
Distanza di rilevamento regolabile
Modelli CC a 3 fili e CA a 2 fili
I modelli CC sono dotati di protezione da cortocircuito, sovraccarico, disturbo
transitorio e inversione di polarità
• Tipi con cavo o con connettore a sezionamento rapido
Interruttori di prossimità capacitivi
Definizioni tecniche e terminologia
Avvicinamento assiale: avvicinamento
del target con il centro mantenuto
sull’asse di riferimento.
Avvicinamento laterale:
avvicinamento del target perpendicolare
all’asse di riferimento.
Caduta di tensione: caduta di tensione
massima su un sensore che conduce.
Consumo di corrente: corrente
consumata dall’interruttore di prossimità
quando il dispositivo di uscita è in
condizione off.
Corrente di carico massima: livello
massimo di corrente al quale il sensore
di prossimità può essere fatto
funzionare in modo continuativo.
Corrente di carico minima: quantità
minima di corrente richiesta dal sensore
per mantenere un funzionamento
affidabile.
Corrente di dispersione: Corrente che
scorre attraverso l’uscita quando l’uscita
è in condizione “off” o diseccitata.
Questa corrente è necessaria per
alimentare l’ elettronica del sensore.
Corrente di spunto massima: livello
massimo di corrente al quale il sensore
di prossimità può essere fatto
funzionare per un breve periodo di
tempo.
Corsa differenziale: Vedere Isteresi.
Distanza di azionamento, nominale:
distanza di azionamento specificata dal
produttore e utilizzata come valore di
riferimento. Conosciuta anche come
distanza di rilevamento nominale.
Distanza di funzionamento effettiva:
(Sr) La distanza di funzionamento di un
singolo interruttore di prossimità
misurata a temperatura, tensione e
condizioni di montaggio definite.
Distanza di rilevamento: distanza alla
quale un target in avvicinamento attiva
(cambia lo stato di) l’uscita del finecorsa
di prossimità.
Fattori di correzione: fattori di
moltiplicazione consigliati che tengono
conto delle variazioni nella
composizione del materiale del target.
Quando si calcola la distanza di
rilevamento reale questo fattore dovrà
essere moltiplicato per la distanza di
rilevamento nominale.
Frequenza di commutazione: numero
massimo di volte al secondo che il
sensore può cambiare di stato (ON e
OFF) generalmente espresso in Hertz
(Hz). Misurata secondo le DIN EN
50010.
Impulso falso: cambiamento
indesiderato nello stato dell’uscita
dell’interruttore di prossimità che dura
per più di due millisecondi.
Interruttore di prossimità a due fili:
sensore di prossimità che commuta un
carico collegato in serie
all’alimentazione. L’alimentazione per
l’interruttore di prossimità viene ottenuta
sempre attraverso il carico.
Interruttore di prossimità a tre fili:
sensore di prossimità in CA o CC a tre
fili, due dei quali alimentano mentre il
terzo commuta il carico.
Isteresi: differenza, in percentuale (%),
della distanza di rilevamento nominale
tra il punto di azionamento (interruttore
on) e il punto di rilascio (interruttore off)
quando il target si sta allontanando
dalla parte attiva del sensore. Senza
un’isteresi sufficiente un sensore di
prossimità si accenderà e spegnerà
continuamente in presenza di una
vibrazione del target o del sensore.
LED: indicatore luminoso usato per
segnalare lo stato del sensore.
Montaggio a filo: sensore di prossimità
schermato che può essere montato a
filo in una sede di metallo fino al piano
della superficie di rilevamento attiva.
Normalmente aperto: l’uscita si chiude
quando viene rilevato un oggetto
nell’area di commutazione attiva.
Normalmente chiuso: l’uscita si apre
quando viene rilevato un oggetto
nell’area di commutazione attiva.
NPN: il sensore commuta il carico sul
morsetto negativo. Il carico dovrà
essere collegato tra l’uscita del sensore
e il morsetto positivo.
Ondulazione: differenza tra i valori da
picco a picco della tensione CC. Viene
espressa in percentuale della tensione
nominale.
PNP: il sensore commuta il carico sul
morsetto positivo. Il carico dovrà essere
collegato tra l’uscita del sensore e il
morsetto negativo.
Protezione da cortocircuito: (SCP)
sensore protetto da eventuali danni nel
caso in cui esistano le condizioni di
cortocircuito per un periodo di tempo
indefinito o definito.
Protezione dall’inversionedi polarità:
Sensori di prossimità protetti da
un’inversione di polarità della tensione.
Raggio di rilevamento: La distanza di
funzionamento nominale.
Ripetibilità: variazione della distanza di
azionamento effettiva misurata a
temperatura ambiente e a tensione di
alimentazione costante. Viene espressa
come una percentuale della distanza di
rilevamento.
Schermato: sensore che può essere
montato a filo in una sede di metallo
fino al livello della superficie di
rilevamento attiva.
Sinking: Vedi NPN.
Sourcing: Vedi PNP.
Target: oggetto che attiva il sensore.
Tempo di risposta: Vedi Frequenza di
commutazione.
Tensione di isolamento: tensione
nominale massima tra le uscite isolate o
tra ingresso e uscita.
Tensione residua: tensione sull’uscita
del sensore mentre questa è eccitata
ed è soggetta alla corrente di carico
massima.
Uscita doppia: sensore che ha due
uscite che possono essere
complementari o di un solo tipo (cioè
due normalmente aperte o due
normalmente chiuse).
Uscita programmabile: (N.A. o N.C.)
Uscita che può essere cambiata da
N.A. a N.C. o da N.C. a N.A. per mezzo
di un interruttore o di un ponticello.
Conosciuta anche come uscita
selezionabile.
Uscite complementari: (N.A. e N.C.)
un sensore di prossimità con uscite
normalmente aperta e normalmente
chiusa, che possono essere utilizzate
contemporaneamente.
Zona libera: area attorno al sensore di
prossimità che deve essere mantenuta
libera da qualsiasi materiale attenuante.
R4-- 3
Interruttori di prossimità capacitivi
Introduzione
Principi di funzionamento dei
sensori di prossimità capacitivi
Sonda
Filtro
Circuito
raddrizzatore elettrico
Oscillatore
di uscita
I sensori di prossimità capacitivi sono
progettati per funzionare mediante la
generazione di un campo elettrostatico e la
rilevazione di cambiamenti in questo
campo causati quando un target si
avvicina alla superficie sensibile di
rilevamento. L’interno del sensore è
composto da una sonda capacitiva, un
oscillatore, un raddrizzatore del segnale,
un circuito filtro e un circuito di uscita.
In assenza di un target, l’oscillatore è
inattivo. Quando un target si avvicina,
aumenta la capacità della sonda. Quando
la capacità raggiunge una soglia specifica,
viene attivato l’oscillatore che attiva il
circuito di uscita in modo che cambi tra
“on” e “off.”
La capacità della sonda viene determinata
in base alle dimensioni del target, dalla
costante dielettrica e dalla distanza dalla
sonda. Più le dimensioni e la costante
dielettrica di un target sono grandi, più
questo fa aumentare la capacità. Più è
corta la distanza tra il target e la sonda,
più il target aumenta la capacità.
Target standard e messa a terra
dei sensori di prossimità capacitivi
Il target standard per i sensori capacitivi è
lo stesso dei sensori di prossimità induttivi.
Il target viene collegato a massa secondo
gli standard del test IEC. Tuttavia, un
target in un’applicazione tipica non ha
bisogno di essere collegato a massa per
effettuare un rilevamento affidabile.
Sensori capacitivi schermati
rispetto ai non schermati
I sensori di prossimità capacitivi schermati
sono più adatti per il rilevamento di
materiali con costante dielettrica bassa
(difficili da rilevare) a causa dei loro campi
elettrostatici altamente concentrati. Questo
consente loro di rilevare target che i
sensori non schermati non sono in grado
di rilevare. Tuttavia, questa caratteristica li
rende anche più suscettibili a false
attivazioni a causa dell’accumulo di sporco
o umidità sulla superficie sensibile del
sensore.
Il campo elettrostatico di un sensore non
schermato è meno concentrato di quello di
un modello schermato. Questo rende i
modelli non schermati molto adatti al
rilevamento di materiali con costante
dielettrica alta (facili da rilevare) o per
evidenziare la differenza tra materiali con
costante alta o bassa. Per i materiali giust
dei target, i sensori di prossimità capacitivi
non schermati hanno distanze di
rilevamento maggiori rispetto alle versioni
schermate.
I sensori capacitivi non schermati sono
anche più adatti dei tipi schermati per l’uso
con pozzetti di plastica per sensori, un
accessorio progettato per monitorare il
livello di liquidi. Il pozzetto viene montato
tramite un foro in un serbatoio e il sensore
viene fatto scivolare nelle pareti del
pozzetto. Il sensore rileva il liquido nel
serbatoio attraverso la parete del pozzetto
del sensore. Questo consente al pozzetto
di servire sia come tappo per il foro sia per
come supporto per il sensore.
Fattori di correzione del target per
i sensori di prossimità capacitivi
Per una data dimensione del target, i
fattori di correzione per i sensori capacitivi
vengono determinati in base ad una
proprietà del materiale del target chiamata
costante dielettrica. I materiali con valori
della costante dielettrica più alti sono più
facili da rilevare rispetto a quelli con valori
più bassi. Un elenco parziale di costanti
dielettriche relative ad alcuni materiali
industriali tipici è riportato qui di seguito.
Per ulteriori informazioni, fare riferimento
al Manuale CRC di chimica e fisica
(Edizione CRC), al Manuale CRC delle
tabelle per l’ingegneria applicata (Edizione
CRC) o ad altre fonti idonee.
Costanti dielettriche di
materiali industriali comuni
Acetone
Resina acrilica
Aria
Alcool
Ammoniaca
Anilina
Soluzioni acquose
Bachelite
Benzene
Anidride carbonica
Tetracloruro di carbonio2,2
Celluloide
Cemento4,0
Cereali
Cloro in soluzione2,0
Ebanite
Resina epossidica
Etanolo
Glicole etilenico38,7
Cenere accesa
Farina
Freon R22 e 502 (liquido)
Benzina
Vetro
Glicerina
Marmo
Resina di melammina
Mica
Nitrobenzina
Nylon
Carta oliata 4,0
Paraffina
Carta
Perspex
Petrolio
Resina fenolica
Poliyacetato
Poliammide
Resina di poliestere
Polietilene
Polipropilene
Polistirene
Resina di cloruro di polivinile
Porcellana
Latte in polvere
Cartone
Vetro di quarzo3,7
Gomma
Sale
Sabbia
Gomma lacca
Calcare1,2
Vernice siliconica
Olio di soia
Resina di stirene
Zucchero
Solfuro
Teflon
Toluene
Olio per trasformatori 2,2
Olio di trementina 2,2
Resina di urea
Vaselina
Acqua
Legno, asciutto
Legno, umido
19,5
2,7--4,5
1,000264
25,8
15--25
6,9
50--80
3,6
2,3
1,000985
3,0
3--5
2,7--2,9
2,5--6
24
1,5--1,7
1,5--1,7
6,11
2,2
3,7--10
47
8,0--8,5
4,7--10,2
5,7--6,7
36
4--5
1,9--2,5
1,6--2,6
3,2--3,5
2,0--2,2
4--12
3,6--3,7
5,0
2,8--8,1
2,3
2,0--2,3
3,0
2,8--3,1
4,4--7
3,5--4
2--5
2,5--35
6,0
3--5
2,5--4,7
2,8--3,3
2,9--3,5
2,3--3,4
3,0
3,4
2,0
2,3
5--8
2,2--2,9
80
2--7
10--30
4-- 3
Interruttori di prossimità capacitivi
Introduzione
Strutture schermate rispetto alle non schermate
Ogni sensore capacitivo può essere
classificato in base al fatto di avere una
struttura schermata o non schermata.
Sonda schermata
I sensori schermati hanno una struttura
con una banda di metallo attorno alla
sonda. Questa aiuta a dirigere il campo
elettrostatico verso la parte anteriore del
sensore e dà come risultato un campo più
concentrato.
Sonda schermata
I sensori di prossimità capacitivi schermati
sono i più adatti per il rilevamento di
materiali con costanti dielettriche basse
(difficili da rilevare) grazie ai loro campi
elettrostatici altamente concentrati. Questo
consente loro di rilevare target che i
sensori non schermati non sono in grado
di rilevare.
Sonda non schermata
I sensori non schermati non hanno una
banda di metallo attorno alla sonda e
quindi hanno un campo elettrostatico meno
concentrato. Molti modelli non schermati
sono dotati di sonde di compensazione,
che offrono una maggiore stabilità per il
sensore. Le sonde di compensazione
vengono trattate più avanti in questa
sezione.
tramite un foro in un serbatoio e il sensore
viene fatto scivolare all’interno delle pareti
del pozzetto. Il sensore rileva il liquido nel
serbatoio attraverso la parete del pozzetto
del sensore.
Strutture non schermate montate
su metallo e montate in
pozzetto di plastica per sensore
d per sensori capacitivi se montati in plastica. 3 d
(modelli da 12, 18 mm) o 1,5 d (modelli da 30, 34 mm)
se montati in metallo.
D
≥3 d
3d
D
3 Sn
Sonda non schermata
Per sensori capacitivi, da 3 d a sensibilità
media a 8 d per sensibilità massima.
Sonda
Schermo
8d
Alloggiamento
0104 - PX-- LT
0070 - PX-- LT
La struttura schermata consente al
sensore di essere montato a filo con il
materiale circostante senza causare
attivazioni false.
Sonda di
compensazione
Sonda
Sensori schermati montati a filo
Alloggiamento
0071 - PX-- LT
D
8d
D
3 Sn
8d
0102 - PX-- LT
4--4
I sensori capacitivi non schermati sono
anche più adatti dei tipi schermati per l’uso
con pozzetti di plastica per sensori, un
accessorio progettato per monitorare il
livello di liquidi. Il pozzetto viene montato
d = diametro o larghezza della superficie sensibile
di rilevamento attiva
Sn = distanza di rilevamento nominale
il campo elettrostatico di un sensore non
schermato è meno concentrato di quello di
un modello schermato. Questo li rende
molto adatti al rilevamento di materiali con
costante dielettrica alta (facili da rilevare)
o per evidenziare la differenza tra materiali
con costante alta o bassa. Per certi
materiali dei target, i sensori di prossimità
capacitivi non schermati hanno distanze di
rilevamento più lunghe rispetto alle
versioni schermate.