Descargar nuestras "Preguntas frecuentes sobre sensores multieje"

Descargue nuestro último artículo con respuestas a preguntas básicas acerca de los sensores multieje, que se emplean en aplicaciones tales como la robótica.

El artículo da respuesta a preguntas como

  • ¿qué es un sensor multieje?
  • ¿qué puede medir?
  • tipos de salidas que pueden esperarse
  • ¡Y mucho más!

 

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English

Sensores multieje: preguntas básicas

¿Qué es un sensor multieje?

Es un sensor capaz de medir fuerzas aplicadas en más de un plano; por ejemplo, en las direcciones x e y. Algunos sensores multieje miden también momentos (es decir, fuerzas de rotación alrededor de un eje), además de fuerzas direccionales.

¿Cuántos ejes miden típicamente los sensores multieje?

Los sensores multieje pueden medir hasta seis ejes. Un sensor de seis ejes mide tres fuerzas y tres momentos en las direcciones x, y, z.

¿Qué tipo de salida se obtiene?

Dependiendo de la aplicación y la magnitud de la fuerza, las salidas son del orden de unidades de mV/V en analógico, o bien se convierten en salidas digitales compatibles con un protocolo estándar, como FireWire o CANbus.

La salida eléctrica en mV/V corresponde a la excitación del sensor en condiciones nominales de carga, par o presión. Por ejemplo, la salida de tensión de una célula de carga de 2 mV/V con una capacidad nominal de 100 lb y una alimentación de 10 V sería de 20 mV para una carga de 100 lb, o de 0,2 mV por cada libra de carga aplicada.

Montaje e instalación

¿Qué alternativas existen en términos de tamaño y capacidad?

Existen sensores multieje capaces de detectar cargas de unos pocos gramos. También los hay que miden varios miles de kilos sin dañarse.

¿Cómo se montan los sensores multieje?

Como los sensores multieje miden momentos y fuerzas simultáneamente, son sensibles a cualquier inclinación —por pequeña que sea— con respecto a la superficie de montaje. En consecuencia, los procedimientos de montaje deben evitar hasta el más mínimo desalineamiento. Las superficies de montaje deben ser lo bastante rígidas como para no combarse.

Por regla general, el espesor de los elementos de conexión debe ser en torno a un tercio de la altura del transductor. Lo ideal es que la superficie de contacto se flexione menos de 0,005 mm en condiciones de carga. La superficie debe ser de acero, sin pintar, con una dureza mínima de 40 HRC. El cuerpo de medición de acero inoxidable (interfaz mecánica) del transductor tiene una dureza de como mínimo 42 HRC.

La planeidad de la superficie debe ser mejor que 0,05 mm y la rugosidad ≤ 1,6 Ra. Idealmente, la superficie debe estar rectificada. El transductor debe estar centrado sobre los elementos de la estructura, y alinearse mediante pasadores de posicionamiento. El error angular (o la tolerancia de posición) debe ser inferior a 0,1°. Por último, los tornillos de montaje de un sensor multieje deben apretarse siguiendo una secuencia diagonal, hasta el par de apriete especificado, de modo que el sensor quede perfectamente alineado con respecto a la superficie de montaje. 


Aplicaciones de los sensores multieje

¿En qué aplicaciones se miden fuerzas en varias direcciones?

Hay muchas aplicaciones en las que interesa determinar una carga vectorial, que puede describirse en términos de tres coordenadas x, y, z. Los sensores multieje pueden medir en una sola dirección o en varias.

¿Por qué interesa usar un sensor multieje en vez de varios sensores normales?

Un sensor multieje puede ser más pequeño y ocupa menos espacio que varios sensores monoeje. Por otro lado, su esquema de conexión puede ser más sencillo. Estos dos factores tienden a reducir los costes de materiales.

¿Qué aplicaciones médicas requieren sensores multieje?

La robótica médica utiliza sensores multieje de forma intensiva. Estos sensores se encuentran presentes en numerosos sistemas robóticos empleados en procedimientos quirúrgicos, formación médica y rehabilitación. Igualmente, se utilizan en equipos de diagnóstico por ultrasonidos y resonancia magnética por imagen (RMI), así como en escáneres PET y CT.

Diafonía, histéresis, no linealidad

¿Qué es la diafonía de los sensores multieje?

Cuando se aplica una carga en una sola dirección y se genera una salida en los demás ejes, se produce una interferencia entre los canales, llamada diafonía. Los niveles de diafonía forman parte de las especificaciones técnicas inherentes a los sensores multieje. Se expresan como un porcentaje de la salida de los canales. La interdependencia en la diafonía entre los ejes de fuerza y de momento se puede compensar matemáticamente.

¿Cómo se define la no linealidad en los sensores multieje?

La no linealidad es la desviación máxima de la curva de calibración con respecto a una línea recta trazada entre el punto cero de carga y la salida a la carga nominal. Se expresa como porcentaje de la salida nominal y se determina aplicado una carga creciente.

¿Qué es la histéresis en un sensor multieje?

La histéresis es la diferencia máxima entre dos lecturas de un transductor cuando se le aplica la misma carga. La primera de las lecturas se obtiene incrementando la carga desde cero; la otra reduciendo la carga desde la salida nominal. Generalmente, la histéresis se mide a la mitad de la escala y se expresa como un porcentaje del fondo de escala (salida nominal).

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