Efectos del objetivo en el rendimiento de un sensor de desplazamiento por corrientes de Foucault de ultra bajo consumo de energía para aplicaciones industriales
Autores: Bertacchini, Alessandro; Lasagni, Marco; Sereni, Gabriele
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Efectos del objetivo en el rendimiento de un sensor de desplazamiento por corrientes de Foucault de ultra bajo consumo de energía para aplicaciones industriales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sensores inteligentes de baja potencia para aplicaciones industriales con un consumo de energía ultra bajo
Sensor de desplazamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La demanda de sensores inteligentes, de bajo consumo y económicos está aumentando rápidamente con la proliferación de la automatización industrial. En este contexto, se presenta un Sensor de Desplazamiento de Corriente de Eddy de Ultra Bajo Consumo (ULP-ECDS) dirigido a aplicaciones industriales comunes y diseñado para ser incorporado en dispositivos inalámbricos de Internet Industrial de las Cosas (IIoT). Una caracterización completa del ULP-ECDS realizado operando con diferentes objetivos metálicos fue llevada a cabo. La elección de los objetivos considerados en términos de material y grosor fue inspirada por escenarios industriales típicos. Los resultados experimentales muestran que el prototipo realizado funciona correctamente con voltajes de suministro extremadamente bajos, permitiendo obtener un consumo de energía ultra bajo, significativamente más bajo que otras soluciones de vanguardia. En particular, el sensor propuesto alcanzó la mejor resolución de 2 um en el caso de un objetivo de acero al carbono cuando se operó con un voltaje de suministro de 200 mV y con un consumo de energía de 150 uW. Aceptando una resolución de 12 um, es posible reducir aún más el consumo de energía del sensor a menos de 10 uW. Los resultados obtenidos también demuestran cómo el rendimiento del sensor depende fuertemente tanto del objetivo como de la técnica de demodulación utilizada para extraer la información de desplazamiento. Esto permitió definir algunas pautas prácticas que pueden ayudar en el diseño de soluciones efectivas considerando las restricciones específicas de la aplicación.
Descripción
La demanda de sensores inteligentes, de bajo consumo y económicos está aumentando rápidamente con la proliferación de la automatización industrial. En este contexto, se presenta un Sensor de Desplazamiento de Corriente de Eddy de Ultra Bajo Consumo (ULP-ECDS) dirigido a aplicaciones industriales comunes y diseñado para ser incorporado en dispositivos inalámbricos de Internet Industrial de las Cosas (IIoT). Una caracterización completa del ULP-ECDS realizado operando con diferentes objetivos metálicos fue llevada a cabo. La elección de los objetivos considerados en términos de material y grosor fue inspirada por escenarios industriales típicos. Los resultados experimentales muestran que el prototipo realizado funciona correctamente con voltajes de suministro extremadamente bajos, permitiendo obtener un consumo de energía ultra bajo, significativamente más bajo que otras soluciones de vanguardia. En particular, el sensor propuesto alcanzó la mejor resolución de 2 um en el caso de un objetivo de acero al carbono cuando se operó con un voltaje de suministro de 200 mV y con un consumo de energía de 150 uW. Aceptando una resolución de 12 um, es posible reducir aún más el consumo de energía del sensor a menos de 10 uW. Los resultados obtenidos también demuestran cómo el rendimiento del sensor depende fuertemente tanto del objetivo como de la técnica de demodulación utilizada para extraer la información de desplazamiento. Esto permitió definir algunas pautas prácticas que pueden ayudar en el diseño de soluciones efectivas considerando las restricciones específicas de la aplicación.