Interruttori di prossimità induttivi

Ad un costo generalmente più alto rispetto agli interruttori di prossimità, ad esempio magnetici, possiamo trovare altri dispositivi che vengono azionati senza un contatto fisico: sono gli interruttori, chiamati anche sensori, di posizione induttivi considerati dalle norme CEI 17-53 Esistono in commercio altri interruttori (sensori) di prossimità sempre considerati dalle norme CEI 17-53, di tipo capacitivo, fotoelettrico o a ultrasuoni, che vengono esaminati nel testo nei successivi .
Questi dispositivi hanno caratteristiche intrinseche: sono privi di parti soggette ad usura meccanica; permettono di lavorare in condizioni ambientali difficili, come in presenza di polvere, di liquidi e di vibrazioni e con elevate frequenze di commutazione (fino a 5000 Hz); il numero di manovre è praticamente illimitato. Queste caratteristiche permettono di risolvere problemi di automazione in modo ottimale rispetto alle normali soluzioni elettromeccaniche.
Conteggio di oggetti in macchine selezionatrici, posizionamento di parti meccaniche di macchine o di pezzi in lavorazione in processi automatici, rilevamento di contenitori metallici nell’industria del confezionamento automatizzato di bevande e alimenti, carico e scarico di macchine operatrici, generatori di impulsi per il controllo del numero dei giri e della velocità di un motore e della macchina, sono alcuni dei campi di impiego degli interruttori di prossimità.

Rilevamento (Fig 2.1)	Arresti fissi (Fig 2.2)	Conteggio (Fig 2.3)	Rilevamento di impulsi (Fig 2.4)
Rilevamento senza contatto, per esempio di: griglie di protezione; in impianti di sollevamento; porte.	Su bussole di arresto, per esempio: in centri di lavorazione; di carrelli portautensili.	Elevate frequenze di commutazione, per esempio: su nastri trasportatori; su macchine selezionatrici.	Brevi tempi di commutazione, per esempio: per la determinazione del numero di giri; per il rilevamento dei tempi di fermo.

Questi dispositivi assicurano, inoltre, un ottimo rendimento prestazionale in ambienti molto sporchi, poiché non risentono dell’accumulo di agenti contaminanti quali polvere, grasso, olio o fuliggine sulla superficie di rilevamento. Tali caratteristiche rendono la tecnologia induttiva la soluzione più idonea per applicazioni industriali in condizioni di utilizzo gravose.
Questi moderni dispositivi, grazie alle caratteristiche di speciali circuiti elettronici, possono lavorare in ambienti difficili anche dal punto di vista della temperatura di funzionamento (-25 - +85 °C) e nei confronti dei disturbi elettrici.

Identificazione materiali (Fig. 3.1)	Posizionamento (Fig. 3.1)	Determinazione della direzione (Fig. 3.1)	Determinazione del senso di rotazione (Fig. 3.1)
Campo magnetico alternativo, per esempio: per l’approntamento di materiali; per la classificazione di materiali.	Elevata precisione di riproduzione, per esempio: in dispositivi di bloccaggio; in macchine automatiche di produzione.	Funzione unidirezionale, per esempio: per la determinazione della direzione; per la classificazione dei pezzi.	Rapida identificazione del senso di rotazione, per esempio: per determinare, in funzione del senso di rotazione, la corsa di avanzamento e di ritorno.

Gli interruttori di prossimità induttivi sono utilizzati per il rilevamento di oggetti sia ferrosi (contenenti ferro) sia non ferrosi (ma comunque metallici). Essi presentano al loro interno un oscillatore ad alta frequenza in grado di produrre un campo elettromagnetico nelle immediate vicinanze dell’interruttore.
La presenza di un oggetto metallico (azionatore), nel campo di azione dell’interruttore, smorza l’ampiezza dell’oscillazione che risulta, quindi, decrescente quanto più si riduce la distanza tra l’oggetto metallico e l’interruttore. È possibile così ottenere all’uscita, in alcuni tipi di interruttore e relativamente alla posizione dell’oggetto, un’informazione analogica (una tensione o corrente variabile entro un certo intervallo, per esempio, 010 V), oppure la stessa può essere convertita, tramite un circuito elettronico denominato trigger di Schmitt, in un segnale digitale (ON/OFF) che si ottiene ad una certa distanza minima tra l’interruttore e l’oggetto metallico.
Il circuito trigger, a sua volta, va a comandare un circuito amplificatore il quale aziona il circuito di uscita che, in genere, utilizza come contatto un dispositivo elettronico (transistor o tiristore che può essere un SCR o un Triac) che consentirà di comandare carichi come relè, elettrovalvole o direttamente apparecchiature elettroniche come i controllori logici programmabili (PLC).

La distanza di funzionamento di un interruttore di prossimità induttivo varia in base all’oggetto e all’applicazione. La capacità di un interruttore di rilevare un oggetto è determinata dal materiale, dalle dimensioni e dalla forma dell’oggetto stesso. La distanza operativa nominale Sn è un’entità convenzionale utilizzata per definire la misura raggiunta la quale un oggetto standard, che si avvicina alla faccia dell’interruttore, determina il cambiamento del segnale in uscita.
Con oggetto standard si intende un pezzo quadrato di acciaio dolce dello spessore di 1 mm, con lati della stessa misura del diametro della faccia di rilevamento, oppure lunghi tre volte la distanza operativa nominale, a seconda di quale dei suddetti valori è maggiore.

La distanza operativa convenzionale ottenuta con un oggetto standard di acciaio dolce viene utilizzata come punto di riferimento.
Nelle applicazioni pratiche, la distanza operativa non viene influenzata solo dalla composizione dell’oggetto da rilevare, bensì anche dalle sue dimensioni e dalla forma. Per stabilire la distanza operativa nominale di altri tipi di metallo, occorre moltiplicare la distanza operativa Sn relativa all’oggetto standard per un fattore di correzione che dipende dal materiale con cui è realizzato l’oggetto.
Di seguito vengono forniti, a titolo di esempio, alcuni fattori di correzione; sarà necessario consultare la scheda delle specifiche dell’interruttore per valutare il valore correttivo da applicare al sensore che si intende utilizzare.

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