Sensores de posición angular sin contacto (Hall) para maquinaria móvil: cómo elegirlos

Guía técnica · GUEMISA

Hall frente a potenciómetro

Un potenciómetro sigue siendo válido cuando el montaje y la señal lo permiten; el IPX-7900, por ejemplo, llega a IP6K9K con salida por cable. El Hall aporta sobre todo la ausencia de contacto, el diagnóstico y las interfaces digitales.

Redundancia y seguridad funcional

Las fichas distinguen tres configuraciones: un canal, parcialmente redundante (una alimentación y dos salidas) y totalmente redundante (dos alimentaciones, dos masas y dos salidas). Para el RSA-3200 se indican las cifras de MTTFd por canal en las tres configuraciones, de 1533 años (un canal, versión de tensión) a 767 años (totalmente redundante). La versión RSK-3200 es siempre de dos canales.

Sobre seguridad funcional, las fichas son prudentes. Las versiones analógicas móviles de RSA-3200, RFC-4800, RFE-3200 y RFX-6900 se describen como aptas para aplicaciones relacionadas con la seguridad según ISO 13849 tras la validación del cliente, con los datos de seguridad (DCavg…) a petición. En las versiones de bus, la ficha pide consultar. El sensor no sustituye el análisis del sistema completo.

IP protection

La protección IP67 resiste la inmersión temporal. La IP69K, definida en ISO 20653 como IP6K9K, soporta chorros de agua a alta presión y temperatura, como los de una limpieza a presión. En las fichas, la protección depende también de la conexión:

• RSA-3200: IP67 en el lado del eje e IP69K en la carcasa con la electrónica.
• RFX-6900 y RSX-7900: IP67 / IP69K, y IP67 con el conector M12.
• RFC-4800: IP67 / IP68 / IP69, y IP67 con el conector M12.
• RFE-3200: IP67 / IP68 / IP69K.
• RSK-3200: IP67 / IP69K montado con junta tórica.

Compatibilidad electromagnética en vehículos

Un vehículo tiene arranques, desconexiones de cargas inductivas y radiocomunicaciones cerca. Las normas de las fichas lo reflejan:

• ISO 11452: inmunidad a campos de radiofrecuencia; por ejemplo, 100 V/m (ISO 11452-2) y 200 V/m (ISO 11452-5) en RSA-3200, RFC-4800, RFX-6900.
• ISO 7637: impulsos transitorios en la alimentación y en las salidas; nivel 4 en las líneas de alimentación de RSA-3200, RFC-4800 y RFX-6900.
• CISPR 25: emisión radiada.
• E1 según ECE-R10: homologación para vehículos, que la ficha del RSA-3200, RFX-6900 y RSX-7900 recoge en su conformidad.

El nivel exacto depende de la versión (tensión, corriente, ratiométrica o bus): consulte la ficha de la referencia concreta.

Tipos de salida

• Tensión analógica de 0,25…4,75 V o 0,5…4,5 V: la banda de reserva en los extremos permite detectar un cortocircuito o una rotura.
• Corriente de 4…20 mA: RSA-3200, RFC-4800, RFE-3200, RFX-6900 y RSX-7900.
• Ratiométrica a la alimentación de 5 V: RSA-3200, RFC-4800, RFE-3200 y RSK-3200.
• PWM: RSK-3200, con ciclo de trabajo del 10 al 90 % y frecuencia de 250 o 500 Hz.
• CANopen y SAE J1939: RSA-3200, RFC-4800, RFE-3200, RFX-6900 (CANopen) y RSX-7900 (CANopen), con 14 bits. En J1939 el RSA-3200 entrega posición, velocidad y contador de vueltas.

Formatos: eje, dos piezas y palanca

El diseño en dos piezas, formado por el sensor y un marcador magnético, no tiene eje ni rodamiento, y la medida puede hacerse a través de cualquier material no ferromagnético. El montaje con eje se elige cuando el elemento que gira ya tiene un eje, y la palanca de articulación se acopla al eje del RSA-3200 o del RSX-7900.

Más de una vuelta: MB1, MC1 y MZ1

Cuando el movimiento supera una vuelta, los encoders magnéticos multivuelta MB1-3600, MC1-2800 y MZ1-2200 miden hasta 44 vueltas (15840°) con 16 bits por vuelta. Utilizan el sistema True-Power-On, con tecnología magnetorresistiva GMR, que cuenta las vueltas aunque no haya alimentación, sin engranajes ni baterías. Se alimentan con 12/24 VDC (8…32 VDC) y tienen salida CANopen, SAE J1939 o IO-Link; MC1 y MZ1 también ratiométrica. El MB1 tiene Ø 36 mm, IP67 / IP69K y eje macizo o hueco. El MC1 tiene Ø 30 mm e IP54 a IP67. El MZ1 tiene Ø 22 mm e IP50 / IP65, por lo que no está pensado para limpieza a presión.

Qué productos de GUEMISA encajan

También el MZ1-2200 CANopen (Ø 22 mm) y las categorías Sensores de desplazamiento angular and Encoder absoluto de bus de campo.

Documentación y casos relacionados

• Catálogo Novotechnik: sensores de posición y ángulo (PDF)
• Sensores Novotechnik para automoción (PDF, inglés)
• How an encoder works
• Toda la información técnica de GUEMISA

Frequently Asked Questions

¿Qué diferencia hay entre redundancia parcial y total?

En la parcial, los dos canales comparten alimentación y masa y tienen dos salidas. En la total, cada canal tiene su propia alimentación y su propia masa. La ficha del RSA-3200 da las cifras de MTTFd por canal en cada caso.

¿Los sensores Hall cumplen ISO 13849?

Las fichas dicen que las versiones analógicas móviles son aptas para aplicaciones relacionadas con la seguridad según ISO 13849 tras la validación del cliente. Los datos de seguridad se facilitan a petición; la validación del sistema corresponde al fabricante de la máquina.

¿Qué quiere decir IP69K?

Protección contra chorros de agua a alta presión y temperatura, definida en ISO 20653 como IP6K9K. En los sensores con conector M12 de las fichas, el conjunto baja a IP67 en la zona del conector.

¿Qué salida elijo si mi controlador es de un vehículo?

Depende de sus entradas. Con entradas analógicas de 5 V, la salida ratiométrica o de 0,5…4,5 V. Con CAN, CANopen o SAE J1939 en los sensores que lo ofrecen. Una entrada de corriente admite la salida de 4…20 mA.

¿Puede un sensor Hall medir varias vueltas?

Los de este artículo con eje o en dos piezas miden hasta 360°. Para varias vueltas, los MB1-3600, MC1-2800 y MZ1-2200 miden hasta 44 vueltas con 16 bits por vuelta y retienen la posición sin alimentación.