Sensori di distanza – trova produttori e fornitori

I sensori di distanza rilevano la distanza tra un sensore e un oggetto, sia senza contatto fisico sia tramite misurazione tattile.

Vengono utilizzati per determinare posizioni, rilevare la presenza di oggetti, monitorare i livelli di riempimento, prevenire collisioni o controllare i movimenti all’interno di macchine e sistemi automatizzati.
A seconda del principio di misurazione, i sensori di distanza funzionano in modo ottico, acustico, induttivo, capacitivo, magnetico o meccanico. Ciò consente di adattarli a diversi materiali, campi di misura, requisiti di precisione e condizioni ambientali.
Le applicazioni tipiche si trovano nell’ingegneria meccanica e impiantistica, nella tecnologia di automazione, nella robotica, nella tecnologia dei trasportatori, nella logistica di magazzino, nella tecnologia dei veicoli e nel controllo qualità.
Di seguito viene fornita una panoramica delle tipologie tipiche, delle applicazioni, dei vantaggi e dei criteri di selezione importanti per i sensori di distanza.

Tipi di sensori di distanza

Sensori di distanza ottici

I sensori di distanza ottici utilizzano la luce per determinare la distanza da un oggetto.
A seconda del modello, funzionano con luce laser, luce infrarossa o luce visibile. La distanza viene determinata utilizzando metodi quali la triangolazione, la misurazione del tempo di volo o la misurazione dello sfasamento.
I sensori ottici garantiscono spesso un'elevata precisione e misurazioni rapide. Sono adatti per attività di posizionamento, misurazioni di altezza, controlli di presenza e ispezioni di qualità.
Tuttavia, la misurazione può essere influenzata dal colore della superficie, dalla lucentezza, dalla trasparenza, dalla luce ambientale o dalla presenza di impurità.

Sensori laser

I sensori laser sono sensori ottici di distanza con un punto di misura particolarmente piccolo e chiaramente visibile.
Sono quindi adatti per misurazioni precise su oggetti di piccole dimensioni, spigoli o aree di difficile accesso.
A seconda del campo di misura e del modello, i sensori laser possono rilevare sia distanze brevi che più lunghe.
In presenza di superfici riflettenti, trasparenti o molto scure, è necessario verificare se il metodo di misurazione selezionato funziona in modo affidabile.

Sensori a ultrasuoni

I sensori a ultrasuoni emettono impulsi sonori e misurano il tempo impiegato dal segnale riflesso per tornare indietro.
La distanza dall’oggetto viene calcolata in base a questo tempo di volo.
Poiché la misurazione non dipende dal colore o dalla trasparenza ottica, i sensori a ultrasuoni sono adatti anche per materiali scuri, lucidi o parzialmente trasparenti.
Vengono utilizzati, tra l’altro, per la misurazione del livello di riempimento, il rilevamento di oggetti e il monitoraggio della distanza.
La temperatura, il movimento dell’aria, le superfici morbide o le forme sfavorevoli degli oggetti possono influenzare il risultato della misurazione.

Sensori di distanza induttivi

I sensori di distanza induttivi rilevano la distanza dagli oggetti metallici attraverso le variazioni di un campo elettromagnetico.
Funzionano senza contatto, sono robusti e ben adatti agli ambienti industriali.
Tra le applicazioni tipiche figurano il rilevamento della posizione di componenti metallici, il monitoraggio di elementi di macchine e la misurazione di brevi distanze di spostamento.
Rispetto ai sensori ottici o a ultrasuoni, il loro campo di misura è solitamente limitato e dipende dal materiale dell’oggetto bersaglio.

Sensori di distanza capacitivi

I sensori di distanza capacitivi rilevano le variazioni di un campo elettrico.
Sono in grado di rilevare sia materiali metallici che non metallici, tra cui plastica, vetro, legno, polveri e liquidi.
Ciò li rende adatti per misurazioni di distanza, monitoraggio del livello di riempimento e rilevamento di strati sottili di materiale.
L'umidità, la contaminazione e le variazioni delle proprietà dei materiali possono influire sulla misurazione.

Sensori di distanza magnetici

I sensori magnetici rilevano la posizione o la distanza tramite un campo magnetico.
Vengono utilizzati, ad esempio, su cilindri, unità lineari, alette o componenti mobili di macchine.
A seconda del modello, funzionano con contatti reed, sensori Hall o metodi di misurazione magnetoresistivi.
Sono particolarmente adatti per applicazioni in cui l’oggetto da rilevare può essere dotato di un magnete.

Sensori di distanza meccanici

I sensori di distanza meccanici utilizzano un elemento di misura tattile.
Vengono utilizzati laddove il contatto diretto è consentito o specificatamente richiesto.
Questi sensori sono in grado di fornire informazioni altamente precise sulla corsa e sulla posizione, ma sono soggetti a usura meccanica.
Sono adatti per attività di ispezione, monitoraggio delle posizioni finali e misurazioni su superfici solide.

Applicazioni dei sensori di distanza

Ingegneria meccanica e impiantistica

Nell’ingegneria meccanica, i sensori di distanza rilevano la posizione di pezzi, utensili, slitte e altri componenti in movimento.
Possono monitorare le posizioni finali, verificare le distanze di lavorazione e controllare i movimenti all’interno di processi automatizzati.
I sensori senza contatto sono particolarmente vantaggiosi laddove sono richieste frequenze di ciclo elevate o misurazioni prive di usura.

Tecnologia di automazione e assemblaggio

Nei sistemi di assemblaggio automatizzati, i sensori di distanza rilevano se i componenti sono posizionati correttamente, inseriti completamente o presenti all’altezza prevista.
Sono in grado di monitorare i movimenti delle pinze, controllare i processi di alimentazione e identificare tempestivamente i pezzi difettosi.
I tempi di risposta brevi e il collegamento affidabile al sistema di controllo sono particolarmente importanti.

Robotica e tecnologia di movimentazione

I robot utilizzano i sensori di distanza per il rilevamento degli oggetti, il posizionamento e la prevenzione delle collisioni.
Supportano i movimenti di avvicinamento ai pezzi, il rilevamento delle posizioni di presa e il monitoraggio delle distanze di sicurezza.
Per i movimenti dinamici sono necessarie misurazioni veloci e una bassa latenza.

Tecnologia dei nastri trasportatori e dei magazzini

Nei sistemi di trasporto, i sensori di distanza rilevano contenitori, colli, pallet e altre merci trasportate.
Monitorano le distanze tra gli oggetti, rilevano le congestioni e supportano il posizionamento nei punti di trasferimento.
Nei sistemi di magazzino, possono essere utilizzati anche per la misurazione dell’altezza, il controllo dell’occupazione delle ubicazioni di stoccaggio e la prevenzione delle collisioni.

Misurazione del livello di riempimento

I sensori di distanza determinano la distanza tra il sensore e la superficie di un fluido.
Questo valore può essere utilizzato per calcolare il livello di riempimento in contenitori, serbatoi o silos.
I sensori a ultrasuoni e quelli ottici sono spesso utilizzati per misurazioni senza contatto.
L'idoneità dipende dal fluido, dalle caratteristiche della superficie, dalla geometria del serbatoio e dalle condizioni ambientali.

Controllo qualità e metrologia

Nei sistemi di ispezione e misurazione, i sensori di distanza rilevano l’altezza, lo spessore, la planarità o la deformazione dei componenti.
È possibile utilizzare diversi sensori per determinare differenze, profili o parallelismo.
Per queste applicazioni sono essenziali un'elevata precisione, ripetibilità ed elaborazione stabile del segnale.

Veicoli e tecnologia mobile

I sensori di distanza vengono utilizzati nei veicoli e nelle macchine mobili per il rilevamento di ostacoli, il posizionamento e il monitoraggio delle aree di movimento.
In queste applicazioni, spesso devono resistere a vibrazioni, sbalzi di temperatura, umidità e contaminazione.

Vantaggi dei sensori di distanza

• Rilevamento senza contatto di posizioni e distanze

• Usura meccanica ridotta

• Misurazione rapida di oggetti in movimento

• Idoneità all’uso con diversi materiali e superfici

• Integrazione nei processi di controllo automatizzati

• Monitoraggio di posizioni finali, livelli di riempimento e distanze di sicurezza

• Elevata ripetibilità se correttamente specificata

• Rilevamento di oggetti di piccole dimensioni e variazioni minime di distanza

• Supporto per il controllo qualità e il monitoraggio dei processi

• Adattamento a campi di misura sia brevi che lunghi

Criteri di selezione importanti per i sensori di distanza

Campo di misura

Il campo di misura richiesto dipende dalla distanza minima e massima che deve essere rilevata in modo affidabile.
Oltre al campo di misura nominale, occorre tenere conto anche delle possibili tolleranze, delle vibrazioni e delle variazioni nella posizione dell’oggetto.
Un sensore non dovrebbe essere utilizzato in modo continuo ai limiti estremi del proprio campo di misura.

Precisione e ripetibilità

La precisione richiesta dipende dall’applicazione.
Per il semplice rilevamento di presenza, spesso sono sufficienti informazioni approssimative sulla distanza. Le attività di misurazione e posizionamento possono richiedere una risoluzione e una ripetibilità significativamente più elevate.
Occorre inoltre tenere conto della deriva termica, della deviazione di linearità e del rumore di misura.

Materiale e superficie dell’oggetto da rilevare

Il principio di misurazione deve essere adatto all’oggetto bersaglio.
I sensori induttivi sono adatti solo per materiali metallici. I sensori ottici possono essere influenzati dal colore, dalla lucentezza o dalla trasparenza. I sensori a ultrasuoni richiedono una superficie sufficientemente riflettente.
Prima della scelta, è quindi opportuno verificare i materiali, i colori e le superfici che si presenteranno effettivamente.

Tempo di risposta e frequenza di misurazione

Gli oggetti in rapido movimento e i cicli brevi delle macchine richiedono sensori con tempi di risposta brevi e un'elevata frequenza di misurazione.
Una frequenza di misurazione inferiore è spesso sufficiente per livelli di riempimento o posizioni che variano lentamente.
Le prestazioni del sensore devono essere adeguate alla velocità di processo e al tempo di risposta del sistema di controllo.

Punto di misurazione e area di rilevamento

I sensori ottici presentano un punto luminoso definito, mentre i sensori a ultrasuoni hanno solitamente un'area di rilevamento a forma di cono.
L'area di misurazione deve essere progettata in modo tale che l'oggetto desiderato venga rilevato in modo affidabile senza rilevare anche i componenti adiacenti.
Un punto di misura ridotto è particolarmente importante in presenza di oggetti di piccole dimensioni, spazi ristretti o superfici strutturate.

Condizioni ambientali

Polvere, umidità, olio, vibrazioni, sbalzi di temperatura e interferenze elettromagnetiche possono influire sulla misurazione.
I sensori devono quindi disporre di un adeguato grado di protezione, resistenza meccanica e resistenza termica.
Per ambienti igienici, potenzialmente esplosivi o aggressivi possono essere necessari materiali speciali per l’alloggiamento e omologazioni specifiche.

Segnale di uscita e interfacce

A seconda del modello, i sensori di distanza forniscono segnali di commutazione, valori di misura analogici o dati di processo digitali.
Un'uscita binaria è spesso sufficiente per il semplice rilevamento di presenza. Per la misurazione continua della distanza sono necessari valori di misura analogici o digitali.
L’interfaccia deve essere compatibile con il controllore, l’unità di valutazione o l’ambiente bus di campo esistenti.

Installazione e allineamento

La posizione di installazione influisce sull’affidabilità della misurazione.
Il sensore deve essere montato in modo sicuro e allineato in modo che il segnale di misura raggiunga l’oggetto bersaglio in condizioni adeguate.
Vibrazioni, variazioni d’angolo o ostacoli all’interno del campo di misura possono causare errori di misurazione.

Parametrizzazione e diagnostica

I sensori regolabili consentono di adattare il campo di misura, i punti di commutazione, il filtraggio e il comportamento dell’uscita.
La parametrizzazione intuitiva semplifica la messa in servizio e l’adattamento a prodotti variabili.
Le funzioni diagnostiche possono fornire avvisi tempestivi in caso di contaminazione, perdita di segnale o condizioni di misura inadeguate.

Riepilogo

I sensori di distanza rilevano la distanza tra un sensore e un oggetto e forniscono informazioni importanti per il controllo, il posizionamento, il monitoraggio e la garanzia della qualità.
A seconda dell’applicazione, vengono utilizzati principi di misura ottici, acustici, induttivi, capacitivi, magnetici o meccanici.
I principali criteri di selezione includono il campo di misura, la precisione, il materiale del bersaglio, il tempo di risposta, le condizioni ambientali e le interfacce.

I sensori di distanza sono disponibili presso vari produttori e fornitori. Su Exportpages è possibile trovare informazioni complete su produttori e fornitori di sensori di distanza provenienti da tutto il mondo.