Sensores inductivos

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En numerosas aplicaciones es necesario determinar cuándo dos elementos se aproximan: el cierre de una puerta, una válvula que llega al final de su carrera, una boya que alcanza cierta cota, conteo de productos, etc. Para este uso lo ideal es utilizar un sensor inductivo. Se trata de un instrumento robusto, que no requiere contacto directo y por tanto no sufre desgaste, que no se ve afectado por vibraciones o pequeñas acumulaciones de polvo, puede estar inmerso en fluidos, así como otras muchas ventajas.
Los sensores inductivos aprovechan la alteración que un conductor produce en un campo magnético variable. Básicamente, se generan movimientos de los electrones en el material que dan lugar a una corriente circular. Esta corriente inducida genera a su vez un campo magnético que se opone al aplicado.

Corrientes de Foucault
Corrientes de Foucault

En el caso que nos ocupa, un sensor inductivo es básicamente una bobina por la que circula una corriente alterna y que produce un campo magnético variable. Al aproximarle un metal, en el interior de éste se generan las corrientes de Foucault de las que hablábamos. Y éstas producen un campo magnético inducido que se opone al de la bobina. El efecto se observa como una impedancia sobre la corriente alterna original.

Funcionamiento de un sensor inductivo
Funcionamiento de un sensor inductivo. Fuente: European Passive Components Institute
Estados de un sensor inductivo
Estados de un sensor inductivo. Fuente: Wikimedia Commons

Hay que apuntar que este mecanismo sufre una cierta histéresis, por lo que la distancia de activación es ligeramente inferior a la de desactivación. Ésta también depende del material que se le aproxime: es mayor en el cobre, por ejemplo, de alta conductividad, que en el hierro.

Constructivamente, los sensores inductivos contienen un oscilador de alta frecuencia que alimenta la bobina. Su núcleo está expuesto por un extremo, que es la cabeza sensible. Una pequeña electrónica consistente en un rectificador y un comparador detecta el cambio de amplitud de la corriente al aproximar el conductor. En función de esto, se puede producir tanto una señal analógica que mida distancia, como una digital, que detecte proximidad.

Cuando se desea focalizar más el campo para reducir la distancia de detección, la bobina del detector se rodea de una envoltura metálica, denominada blindaje, que amortigua penetración lateral del campo. En este caso es preciso situar el objeto metálico a detectar justo unos milímetros frente al sensor, lo que es muy adecuado para aplicaciones de posicionamiento. El blindaje suele roscarse, para facilitar el mecanizado. Para concentrar aún más el campo magnético, se puede prolongar el blindaje hasta el extremo de la cabeza del sensor; en estos casos, se dice que está enrasado.

Sensor no enrasado
Sensor no enrasado
Sensor enrasado
Sensor enrasado

Comentar por último que existen otros sensores muy dispares que aprovechan igualmente cambios en la inductancia. Por ejemplo, se puede medir desplazamiento de un elemento lineal frente a otro al penetrar un núcleo en un bobina. O determinar el movimiento relativo entre dos bobinados, como se hace en los sincronizadores.

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