Sensores magnéticos

Sensores magnéticos – medición sin contacto de posición y movimiento en automatización industrial

Los sensores magnéticos son elementos de medición sin contacto utilizados para la detección de posición, desplazamiento, velocidad y dirección de movimiento en sistemas de automatización, accionamientos y robótica. Funcionan sobre el principio de medición del campo magnético generado por un imán permanente o un elemento ferromagnético móvil. Las principales tecnologías son el efecto Hall, la magnetorresistencia (AMR, GMR) y las bobinas inductivas. RGB Elektronika ofrece una gama completa de sensores magnéticos para aplicaciones lineales y rotativas, en versiones estándar e industriales con certificaciones ATEX.

La ventaja de los sensores magnéticos frente a los ópticos es su plena resistencia a la contaminación: polvo, virutas metálicas, aceites, grasas y humedad no perturban el funcionamiento. No requieren una trayectoria óptica transparente – el imán y el sensor pueden estar separados por una junta, la pared de un cilindro o un metal no magnético. Grados de protección IP67–IP69K. Rangos de temperatura –40°C a +150°C.

Tipos de sensores magnéticos

• Sensores de efecto Hall – detectan la presencia de un campo magnético o miden su intensidad. Salida digital (conmutación ON/OFF) o analógica (proporcional a la intensidad del campo). Utilizados para detección de posición de eje, fines de carrera de actuadores, lectura de imanes codificadores en encoders magnéticos.
• Sensores AMR (magnetorresistencia anisótropa) – muy alta resolución de medición de ángulo, inferior a 0,1°. Bajo consumo energético. Utilizados en servoacionamientos, dirección de vehículos eléctricos y cabezas rotativas industriales.
• Sensores GMR (magnetorresistencia gigante) – sensibilidad aún mayor que AMR, posibilidad de funcionamiento a gran distancia del imán. Utilizados en sistemas de medición lineal de posición y encoders de cinta.
• Sensores Reed – contacto de conmutación simple activado por el campo magnético. Económicos, fiables, sin electrónica. Utilizados para detección de posición de cilindros neumáticos a través de la pared del cilindro, apertura/cierre de puertas, válvulas de bola.
• Reglas magnéticas lineales – cinta o regla codificada magnéticamente con sensor de lectura. Resolución hasta 1 µm, rangos hasta varios metros. Utilizadas en sustitución de encoders lineales ópticos en entornos con líquidos de corte y virutas.
• Encoders magnéticos (absolutos e incrementales) – disco magnético con cinta multipolar y sensor AMR/Hall. Resistentes a vibraciones y golpes. Compactos – eje hasta 50 mm de diámetro. Interfaces: SIN/COS, A/B/Z, RS-422, SSI, BISS-C, EnDat.

Aplicaciones de los sensores magnéticos

• Cilindros neumáticos e hidráulicos – sensores Reed y Hall para lectura de la posición del émbolo a través de la pared del cilindro. Montaje rápido en ranura T, sin modificación del cilindro.
• Servoacionamientos y motores eléctricos – encoders magnéticos para medición del ángulo del rotor, conmutación de motores sin escobillas BLDC/PMSM. Más resistentes al aceite y polvo que los ópticos.
• Máquinas CNC y máquinas herramienta – reglas magnéticas para ejes lineales, sustituyendo las redes de difracción de vidrio o piedra en entornos que requieren resistencia a líquidos de corte emulsionados.
• Robótica móvil y vehículos AGV – detección de posición a lo largo de la cinta magnética en el suelo, orientación respecto a la estación de acoplamiento.
• Industria alimentaria – sensores magnéticos en carcasas higiénicas IP69K, sin grietas que acumulen contaminantes. Detección de posición de válvulas y compuertas.
• Seguridad de máquinas – cerrojos de seguridad magnéticos para puertas y protectores, detección del cierre de protectores en sistemas SIL 3/PL e.

Criterios de selección de un sensor magnético

• Tecnología – Reed (económico, simple ON/OFF) → Hall (rápido, digital) → AMR/GMR (medición precisa de ángulo/posición) → encoder magnético (retroalimentación de bucle cerrado)
• Distancia de trabajo (gap) – depende de la fuerza del imán utilizado; típicamente 1–8 mm para sensores Hall, 0,1–2 mm para AMR
• Entorno – la presencia de virutas ferríticas puede perturbar el funcionamiento; usar imanes de gran fuerza o protecciones de material no magnético
• Interfaz de salida – PNP/NPN para PLC, SIN/COS o SSI para servoacionamientos, IO-Link para diagnóstico y reconfiguración