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<strong>Sensores</strong><br />
Lucínio Preza de Araújo
Índice<br />
Introdução 3<br />
Tipos de sensores 3<br />
Interrutores de fim de curso 5<br />
<strong>Sensores</strong> óticos 6<br />
<strong>Sensores</strong> de temperatura 9<br />
<strong>Sensores</strong> de presença 10<br />
Terminologia dos sensores de proximidade 11<br />
<strong>Sensores</strong> indutivos 12<br />
<strong>Sensores</strong> capacitivos 13<br />
<strong>Sensores</strong> fotoelétricos 14<br />
<strong>Sensores</strong> ultra-sónicos 15<br />
<strong>Sensores</strong> magnéticos 16<br />
Considerações para a instalação de sensores 17<br />
Ligação da carga ao sensor 18<br />
Ligação elétrica dos sensores 19<br />
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Introdução<br />
Transdutor<br />
Dispositivo que converte uma forma de energia ou quantidade física noutra.<br />
Sensor<br />
Fornece informação de entrada no nosso sistema a partir do mundo externo.<br />
Por exemplo, um sensor fotoeléctrico pode ser tanto um transdutor quanto um<br />
sensor propriamente dito.<br />
Dizemos que um sensor fotoeléctrico é um transdutor quando ele converte energia<br />
luminosa em energia eléctrica. É o caso das células fotovoltaicas que convertem<br />
directamente luz em energia eléctrica.<br />
Por outro lado, temos sensores propriamente ditos que convertem luz numa<br />
variação de uma grandeza eléctrica qualquer como corrente ou resistência. Esse é<br />
o caso das LDR e dos fotodíodos.<br />
Actuador<br />
Executam acções de saída para o mundo externo.<br />
Exemplos de actuadores: Válvulas, relés, cilindros, motores, solenóides.<br />
Tipos de sensores<br />
Os sensores podem ser classificados de acordo a saída do sinal, podendo esta<br />
ser analógica ou digital.<br />
Digitais ou discretos<br />
Assume apenas dois valores de saída ao<br />
longo do tempo, que podem ser interpretados<br />
como 0 e 1.<br />
Um sensor digital tem dois estados: ligado ou<br />
desligado. A maioria das aplicações envolve<br />
detetar a presença/ausência de peças e<br />
procedimentos de contagem, o que um sensor digital faz de maneira perfeita e<br />
barata. Os sensores digitais são mais simples e mais fáceis de usar do que os<br />
analógicos, o que é um fator para seu largo uso.<br />
Analógicos ou proporcionais<br />
São informações em forma de um sinal<br />
eléctrico proporcional à grandeza medida.<br />
<strong>Sensores</strong> analógicos, também chamados de<br />
sensores de saída linear, são mais complexos<br />
do que os digitais, mas podem fornecer muito<br />
mais informação sobre um processo.<br />
Imagine um sensor usado para medir temperatura. Uma temperatura é uma<br />
informação analógica. Um sensor analógico detecta a temperatura e emite uma<br />
corrente ao PLC. Quanto mais elevada a temperatura, mais elevada a saída do<br />
sensor. O sensor pode, por exemplo, apresentar na saída entre 4 e 20<br />
miliamperes dependendo da temperatura real, embora haja um ilimitado número<br />
de temperaturas (e de correntes elétricas). Lembre-se que a saída de um sensor<br />
digital está ou ligada ou desligada. Por outro lado, a saída de um sensor<br />
analógico pode ser qualquer valor dentro da escala. Assim, o PLC pode monitorar<br />
a temperatura muito precisamente e controlar o processo.<br />
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Os sensores são classificados de várias maneiras; uma classificação comum é:<br />
sensores com contato ou sem contato.<br />
Se o dispositivo precisa contactar uma peça para a detectar, o dispositivo é um<br />
sensor do contato. Um interruptor de fim de curso numa correia transportadora é<br />
um exemplo. Quando a peça move uma alavanca no interruptor, o interruptor<br />
muda de estado. O contato da peça e do interruptor cria uma mudança no estado<br />
que o PLC pode monitorar.<br />
<strong>Sensores</strong> com<br />
contacto<br />
Interrutores de<br />
fim de curso<br />
Tipos de<br />
sensores<br />
<strong>Sensores</strong><br />
sem<br />
contacto<br />
<strong>Sensores</strong> indutivos<br />
<strong>Sensores</strong> capacitivos<br />
<strong>Sensores</strong> fotoelétricos<br />
<strong>Sensores</strong> magnéticos<br />
<strong>Sensores</strong> ultrasónicos<br />
<strong>Sensores</strong> óticos<br />
Fotoresistèncias (LDR)<br />
Fotodíodo<br />
Fototransístor<br />
Fototirístor<br />
<strong>Sensores</strong> de<br />
temperatura<br />
Termístores (NTC ou PTC)<br />
Termopares<br />
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Interrutores de Fim de Curso<br />
O fim de curso é um interrutor de posição que se<br />
utiliza na abertura automática de portas, como<br />
elemento de segurança, para inverter o sentido de<br />
rotação de um motor ou para pará-lo.<br />
Símbolo<br />
Cabeça de<br />
acionamento<br />
Como se pode observar, o fim de<br />
curso é composto por um contacto<br />
normalmente fechado e outro<br />
normalmente aberto. Quando se<br />
pressiona sobre a cabeça de<br />
acionamento, os contactos mudam<br />
de posição, fechando o aberto e<br />
abrindo o fechado.<br />
Terminal<br />
de entrada<br />
Contacto NA<br />
(Normalmente<br />
Aberto)<br />
Contacto NF<br />
(Normalmente<br />
Fechado)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
O fim-de-curso mecânico é um sensor digital.<br />
São normalmente utilizados como sensores de proximidade.<br />
Existem numa grande variedade de formas para uma diversidade de<br />
aplicações.<br />
Os sensores digitais são indicados para operações do tipo “liga/desliga”.<br />
As principais características dos sensores mecânicos são:<br />
Fáceis de integrar em máquinas de qualquer tipo;<br />
Requerem contato;<br />
Robustos.<br />
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Os sensores sem contato podem detectar uma peça sem tocar nela fisicamente, o<br />
que evita o atraso ou a interferência no processo. Os sensores sem contato<br />
(eletrónicos) não operam mecanicamente (isto é, não têm nenhuma peça móvel)<br />
e são mais confiáveis e menos sujeitos a falhas do que sensores mecânicos. Os<br />
dispositivos eletrónicos são também muito mais rápidos do que dispositivos<br />
mecânicos, assim, os dispositivos sem contato podem trabalhar com índices<br />
muito elevados de produção.<br />
Exemplos de sensores sem contato: sensores indutivos, sensores capacitivos,<br />
sensores fotoelétricos, sensores ultra-sónicos, sensores de proximidade<br />
magnéticos.<br />
<strong>Sensores</strong> óticos<br />
Fotorresistência<br />
LDR<br />
(Resistência<br />
Dependente da<br />
Luz)<br />
O seu valor<br />
óhmico varia<br />
segundo a<br />
luminosidade<br />
que incide<br />
nela. Na<br />
obscuridade<br />
apresenta<br />
grande<br />
resistência e<br />
com luz<br />
pequena<br />
resistência.<br />
As<br />
resistências<br />
LDR são à<br />
base de<br />
sulfureto de<br />
cádmio<br />
(CdS),<br />
selénio, etc.<br />
São<br />
utilizadas nos<br />
fotómetros<br />
das<br />
máquinas<br />
fotográficas,<br />
na detecção<br />
de incêndios,<br />
controlo<br />
automático<br />
de luzes, etc.<br />
A LDR não tem polaridade. A sua resistência diminui quando a luz aumenta e<br />
aumenta a sua resistência quando a luz diminui.<br />
As LDR com uma superfície maior tem mais sensibilidade e também uma<br />
capacidade maior de dissipar calor logo, consegue controlar correntes mais<br />
intensas.<br />
A LDR é um dispositivo lento. Enquanto outros tipos de sensores como os<br />
fotodíodos e os fototransístores podem perceber variações muito rápidas de luz,<br />
em frequências que chegam a dezenas ou mesmo centenas de megahertz, a LDR<br />
tem um tempo de resposta muito longo.<br />
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Fotodíodo<br />
O fotodíodo é um díodo semicondutor no qual a corrente inversa varia com a<br />
iluminação que incide sobre a sua junção PN.<br />
+<br />
-<br />
K<br />
A<br />
O fotodíodo é polarizado inversamente aproveitando a<br />
variação da corrente inversa que se verifica quando a luz<br />
incide nele.<br />
A energia luminosa incidente sobre a lente do fotodíodo concentra-se na junção<br />
PN e cria pares lacuna – electrão, dando origem a uma corrente, na presença de<br />
uma tensão.<br />
NOTA: O nível de corrente gerada pela luz incidente sobre um fotodíodo não é suficiente para que<br />
ele possa ser usado num controle directo, sendo necessário para isso que haja uma etapa de<br />
amplificação.<br />
Curva característica típica de um fotodíodo.<br />
(Corrente inversa)<br />
Para uma mesma tensão inversa de<br />
polarização, a corrente inversa<br />
aumenta de valor ao aumentar o fluxo<br />
luminoso incidente.<br />
Quando incide luz no fotodíodo, a<br />
corrente inversa varia quase<br />
linearmente com o fluxo luminoso.<br />
(Tensão inversa de<br />
polarização)<br />
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Fototransístor<br />
São em tudo semelhantes aos transístores bipolares convencionais,<br />
excepto pelo facto dos fototransístores possuírem uma abertura ou<br />
janela para a incidência da luz e poderem ter ou não o terminal de<br />
base. Alguns modelos dispõem de terminal de base, o que permite um<br />
melhor controlo do dispositivo.<br />
Rc<br />
+<br />
V CC<br />
O fototransístor polariza-se da mesma forma que um transístor<br />
bipolar convencional, embora agora a corrente de colector não<br />
seja controlada pela corrente de base, mas sim, pela intensidade<br />
de luz incidente na junção base – colector, polarizada<br />
inversamente.<br />
C<br />
Um fototransístor nada mais é do que um transístor bipolar comum<br />
com as suas junções semicondutoras PNP ou NPN, porém com<br />
uma janela ou abertura no invólucro, de modo a facilitar a entrada<br />
de luz sobre a pastilha de silício. A luz vai agir sobre as junções<br />
E<br />
internas do transístor, exactamente como se fosse uma corrente<br />
de base, incrementado a condução entre o colector e o emissor na<br />
razão directa da intensidade da luz. Isso quer dizer que, no seu<br />
percurso colector/emissor, um fototransístor mantido na escuridão<br />
é como um transístor bipolar comum não polarizado. Por outro<br />
lado, com o fototransístor sob luz forte ele age como um transístor comum com a<br />
base fortemente polarizada. Para além do processo de geração de portadores de<br />
carga eléctrica através da incidência de luz, no fototransístor aproveitam-se as<br />
propriedades de amplificação de um transístor (assim, os fototransístores<br />
apresentam uma grande sensibilidade em comparação com os fotodíodos).<br />
Fototirístor<br />
Também é designado por SCR controlado por luz ou LASCR<br />
(Light Activation SCR).<br />
Trata-se de um SCR cujo disparo é realizado mediante uma<br />
radiação luminosa.<br />
Se expusermos a junção PN central à luz, através de uma janela e lente, esta se<br />
comportará como um fotodíodo, disparando o SCR.<br />
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<strong>Sensores</strong> de temperatura<br />
Termístores ou termistências<br />
NTC<br />
(Coeficiente<br />
de<br />
Temperatura<br />
Negativo)<br />
PTC<br />
(Coeficiente<br />
de<br />
Temperatura<br />
Positivo)<br />
O seu valor<br />
óhmico<br />
diminui à<br />
medida que<br />
a<br />
temperatura<br />
aumenta.<br />
O seu valor<br />
óhmico<br />
aumenta à<br />
medida que<br />
a<br />
temperatura<br />
aumenta.<br />
As resistências<br />
NTC são<br />
fabricadas à<br />
base de óxidos<br />
semicondutores.<br />
As resistências<br />
PTC são<br />
fabricadas à<br />
base de<br />
titanatos de<br />
bário e de<br />
estrôncio.<br />
Têm aplicações<br />
na medição de<br />
temperaturas,<br />
protecção de<br />
circuitos,<br />
estabilização da<br />
tensão, etc.<br />
Têm aplicações<br />
como<br />
limitadoras da<br />
intensidade da<br />
corrente em<br />
circuitos e<br />
máquinas<br />
eléctricas, na<br />
protecção<br />
destes mesmos<br />
circuitos, e em<br />
particular de<br />
motores, contra<br />
temperaturas<br />
exageradas.<br />
Termopares<br />
Elemento de medida de temperatura constituído por dois fios de materiais<br />
diferentes ligados um ao outro.<br />
Quando dois condutores metálicos A e B de diferentes naturezas são acoplados<br />
mediante um gradiente de temperatura, os eletrões de um metal tendem a migrar<br />
de um condutor para o outro, gerando uma diferença de potencial elétrico (E A –<br />
E B ).<br />
eletrões<br />
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<strong>Sensores</strong> de presença<br />
Sensor infravermelho passivo<br />
Detectam a radiação infravermelha (calor) emitido por animais de<br />
sangue quente e, portanto, por seres humanos.<br />
Na realidade são sensíveis a uma variação de temperatura no seu<br />
campo de acção, o que lhes permite detectar, com uma precisão<br />
muito boa, a aproximação de qualquer pessoa.<br />
Estes detectores são normalmente para uso interno e não devem ser<br />
montados perto de fontes de calor, ventoinhas, aparelhos de ar<br />
condicionado, janelas expostas ao sol ou locais com variações<br />
bruscas de temperatura.<br />
Estes detectores, porque possuem apenas receptor de IV, designamse<br />
de passivos, sendo vulgarmente conhecidos como PIR (Passive Infrared). O<br />
elemento sensor deste tipo de detectores é pirotérmico (termopilha) .<br />
Sensor infravermelho ativo<br />
Os detetores por infravermelhos ativos (IVA) são<br />
formados por um emissor (led infravermelho) e um<br />
recetor de IV (fototransístor). Nestes, a deteção<br />
acontece quando um feixe de IV é interrompido.<br />
Barreira de infravermelhos<br />
Emissor<br />
Recetor<br />
Utilizados em aplicações e segurança, como: alarmes,<br />
iluminação automática, portas de garagem e outras.<br />
A termopilha é formada por vários termopares ligados em série. Ela é composta pela junção<br />
de metais diferentes que produzem tensão quando um lado da junção tem temperatura diferente<br />
do outro lado da junção. A junção fria é mantida à temperatura ambiente numa massa de<br />
temperatura estável, A junção quente é exposta à radiação incidente. Ligando vários termopares<br />
em série, é obtida uma tensão maior de saída.<br />
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Existem vários tipos e modelos de sensores que variam conforme o objeto alvo de<br />
sensoreamento<br />
- Indutivos – São sensores que trabalham com um campo<br />
electromagnético, portanto detectam apenas materiais ferromagnéticos.<br />
- Capacitivos – São sensores que trabalham com o princípio da capacidade,<br />
detectam todos os tipos de materiais.<br />
- Fotoeléctricos – São sensores que trabalham com emissão e recepção de<br />
luz, detectam todos os tipos de materiais.<br />
- Ultra-sónicos – São sensores que operam com a emissão e reflexão de<br />
um feixe de ondas acústicas. A saída comuta quando este feixe é reflectido<br />
ou interrompido pelo material a ser detectado.<br />
Terminologia dos sensores de proximidade<br />
Face sensora: A face sensora é o lado do sensor que detecta o objecte.<br />
Distância sensora: É a distância<br />
entre a face sensora e o objecto a ser<br />
detectado. Com este parâmetro<br />
podemos definir a maior distância a<br />
que podemos deixar o sensor do<br />
objecto a ser detectado.<br />
Histerese: A histerese pode ser traduzida como um atraso que tem como<br />
objectivo evitar falsas comutações na saída, este efeito propícia ao sensor uma<br />
banda de segurança entre o ligar (ON point) e o desligar (OFF point). As<br />
ilustrações abaixo são para um sensor com as seguintes características: distância<br />
sensora (SN) de 10 mm e histerese (H) de ± 20%.<br />
Assim, se o objecto estiver a mover-se em direcção ao sensor, deve mover-se<br />
para o ponto mais próximo para ligá-lo. Uma vez ligado (ON point), permanece<br />
ligado até que o objecto se mova para o ponto mais distante (OFF point).<br />
Alvo padrão: Os fabricantes especificam nos catálogos a distância sensora<br />
nominal, que é a máxima distância na qual o objecto será detectado. Como esta<br />
distância depende do material usa-se um alvo padrão.<br />
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<strong>Sensores</strong> indutivos<br />
Símbolo Constituição Funcionamento Utilização<br />
Tem como elemento<br />
sensor uma bobina, um<br />
oscilador, um circuito de<br />
disparo e o circuito de<br />
saída que aciona a<br />
carga<br />
A bobina gera um<br />
campo eletromagnético<br />
de alta-frequência. A<br />
sua indutância (L) varia<br />
com a proximidade de<br />
materiais<br />
ferromagnéticos.<br />
A principal aplicação é<br />
a deteção de objetos<br />
metálicos, pois o<br />
campo emitido é<br />
eletromagnético.<br />
Tem como elemento sensor uma bobina que<br />
gera um campo electromagnético de altafrequência.<br />
A indutância varia com a proximidade de<br />
materiais ferromagnéticos.<br />
Vantagens da detecção indutiva:<br />
- Muito boa resistência aos ambientes industriais.<br />
- Não possui contacto físico com o objecto.<br />
- Aparelhos estáticos: sem peças em movimento no seu interior.<br />
- Maior vida útil, independente do número de manobras.<br />
- Velocidade elevada.<br />
Princípios de funcionamento<br />
O oscilador fornece energia à bobina que produz um campo electromagnético.<br />
Este campo perderá força (amplitude) quando um objecto metálico se aproximar<br />
da face sensora, reduzindo a amplitude da oscilação, esta queda de amplitude dáse<br />
devido a indução de correntes parasitas no objecto metálico. O circuito de<br />
disparo detecta as mudanças na amplitude da oscilação. Quando uma mudança<br />
considerável é detectada o circuito de saída fornece um sinal para, por exemplo,<br />
um PLC (Controlador Lógico Programável).<br />
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<strong>Sensores</strong> capacitivos<br />
Símbolo Constituição Funcionamento Utilização<br />
O elemento<br />
Podem detetar objetos metálicos e<br />
O seu princípio de<br />
sensor é um<br />
não metálicos assim como<br />
funcionamento é<br />
condensador<br />
produtos dentro de recipientes não<br />
baseado na<br />
cuja capacidade<br />
metálicos.<br />
variação da<br />
varia com a<br />
Estes sensores são usados<br />
capacidade devido<br />
aproximação de<br />
geralmente na indústria de alimento<br />
à variação do<br />
qualquer<br />
e para verificar os níveis de fluidos<br />
dieléctrico.<br />
material.<br />
e sólidos dentro de tanques.<br />
NOTA: O sensor capacitivo não consegue detectar produtos dentro de recipientes (frascos) se a constante<br />
dielétrica do produto for menor que a do recipiente. Alguns sensores capacitivos possuem um ajuste de<br />
sensibilidade, o que possibilita a detecção de produtos dentro de recipientes.<br />
São sensores capazes de detectar a aproximação de<br />
objectos sem a necessidade de contanto físico, tal qual os<br />
sensores indutivos, porém com principio de<br />
funcionamento baseado na variação da capacidade.<br />
Neste caso o elemento sensor é um condensador cuja<br />
capacidade varia com a aproximação de qualquer<br />
material.<br />
Princípio de funcionamento<br />
Os sensores capacitivos operam baseados no princípio da capacidade<br />
electrostática de maneira similar às placas de um condensador. O oscilador e o<br />
eléctrodo produzem um campo electrostático. O alvo (objecto a ser detectado)<br />
age como uma segunda placa do condensador. Um campo eléctrico é produzido<br />
entre o alvo e o sensor.<br />
Como a amplitude da oscilação aumenta, há um aumento da tensão do circuito do<br />
oscilador, e o circuito de detecção responde mudando o estado do sensor<br />
(ligando-o).<br />
Um sensor capacitivo pode detectar quase qualquer tipo de objecto. A entrada do<br />
alvo (objecto) no campo electrostático perturba o equilíbrio da corrente do circuito<br />
do sensor, causando a oscilação do circuito do eléctrodo e mantém esta oscilação<br />
enquanto o alvo estiver dentro do campo.<br />
Na ausência de um alvo, o oscilador está inactivo.<br />
A capacidade do circuito com a ponta de<br />
compensação é determinada pelo tamanho do alvo, a<br />
sua constante dieléctrica e a distância até à ponta.<br />
Quanto maior o tamanho e a constante dieléctrica de<br />
um alvo, mais este aumenta a capacidade. Quanto<br />
menor a distância entre a ponta e o alvo, maior a capacidade.<br />
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<strong>Sensores</strong> fotoelétricos<br />
Os sensores fotoeléctricos são constituídos por dois circuitos<br />
electrónicos sendo o transmissor, responsável pela emissão/<br />
modulação da luz e o receptor, responsável pela recepção desta<br />
mesma luz.<br />
Detectam a mudança da quantidade de luz que é reflectida ou<br />
bloqueada pelo objecto a ser detectado.<br />
A composição básica do sensor fotoeléctrico:<br />
- Fonte de luz (Em geral são leds infravermelho).<br />
- Sensor de luz (São componentes electrónicos que alteram a intensidade<br />
da corrente que conduzem conforme a quantidade de luz recebida).<br />
- Lentes (Os leds e os fotossensores emitem e captam luz numa grande<br />
área. As lentes são utilizadas para estreitar essa área, isso faz com que o<br />
alcance da detecção seja maior).<br />
- Saída (Se o nível de luz detectado for suficiente então o sensor liga ou<br />
desliga a saída).<br />
Tipos de sensores fotoelétricos:<br />
<br />
Sensor ótico por barreira de<br />
luz<br />
Sensor de<br />
barreira<br />
E<br />
R<br />
<br />
Sensor ótico por retrorreflexão<br />
Sensor por<br />
retrorreflexão<br />
E<br />
R<br />
Refletor<br />
<br />
Sensor ótico por reflexão<br />
difusa<br />
Sensor por<br />
reflexão difusa<br />
E<br />
R<br />
Objecto a<br />
detectar<br />
.<br />
E – Emissor R – Receptor<br />
Os sensores ópticos podem ser sensíveis à luz ou ao escuro. Vejamos:<br />
Light – On: A saída fica ligada (ON) quando o sensor recebe o feixe de luz modulada e, portanto, fica<br />
desligada (OFF) quando a luz é interrompida.<br />
Dark – On: A saída fica ligada (ON) quando o sensor não recebe o feixe de luz e, portanto, fica desligada<br />
(OFF) se a receber.<br />
Dark – On e Light – On: Alguns sensores disponibilizam aos seus utilizadores as duas opções, ou seja, fica<br />
ao critério do projetista.<br />
Alguns sensores ópticos possuem supressores de background, ou seja, serão insensíveis ao fundo<br />
brilhante, outros não e, portanto, se houver um fundo brilhante pode confundir a detecção do objeto, mesmo<br />
que este fundo esteja fora da distância sensora máxima.<br />
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<strong>Sensores</strong> ultra-sónicos<br />
Os sensores ultra-sónico trabalham emitindo e recebendo sinais sonoros de altafrequência<br />
e, portanto inaudíveis ao homem.<br />
Os transdutores ultra-sónicos têm cristais piezoeléctricos que têm uma<br />
ressonância a uma frequência desejada e convertem a energia eléctrica em<br />
energia acústica e vice-versa.<br />
Funcionamento<br />
O princípio de funcionamento dos sensores ultra-sônicos está baseado na<br />
emissão de uma onda sonora de alta-frequência, e na medição do tempo levado<br />
para a recepção do eco produzido quando esta onda choca com um objecto<br />
capaz de reflectir o som.<br />
Eles emitem pulsos ultra-sônicos ciclicamente. Quando um objecto reflecte estes<br />
pulsos, o eco resultante é recebido e convertido num sinal eléctrico.<br />
A detecção do eco incidente, depende de sua intensidade e esta da distância<br />
entre o objecto e o sensor ultra-sónico. Os sensores ultra-sónicos funcionam<br />
medindo o tempo de propagação do eco. Isto é, o intervalo de tempo medido<br />
entre o impulso sonoro emitido e o eco do mesmo.<br />
Algumas vantagens e desvantagens dos sensores ultra-sónicos<br />
- Existe uma zona morta próxima da face sensora.<br />
- Alguns materiais como espumas, tecidos, borrachas são difíceis de<br />
detectar, pois absorvem o som.<br />
- Possui um custo mais elevado que os sensores referidos anteriormente.<br />
Aplicações<br />
Os sensores ultra-sónicos podem ser utilizados para os mais diversos fins,<br />
incluído: medidas de diâmetro de rolos, detecção de quebra de fios, presença de<br />
pessoas, medição de densidades, etc.<br />
Sensor ultra-sónico para medição de tamanho<br />
Sensor ultra-sónico para medição de diâmetro<br />
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<strong>Sensores</strong> magnéticos<br />
Símbolo Constituição Funcionamento Utilização<br />
Tem como elemento<br />
Alarme para portas e<br />
sensor um reed que é Na presença de um<br />
janelas.<br />
constituído por duas campo magnético o<br />
Deteção de<br />
lâminas magnéticas reed está fechado. O<br />
movimento de objetos<br />
encerradas num reed abre quando deixa<br />
ferromagnéticos.<br />
invólucro cilíndrico de de estar submetido ao<br />
Deteção de rodas<br />
vidro, cheio de gás campo magnético.<br />
dentadas.<br />
inerte.<br />
Estes detectores são constituídos por duas<br />
lâminas magnéticas com contactos nas<br />
extremidades, sendo o conjunto encerrado num<br />
invólucro cilíndrico de vidro (reed) cheio de gás<br />
inerte.<br />
Estes detectores são normalmente utilizados em<br />
portas e janelas, o invólucro que contém o reed é<br />
fixado na moldura da porta e o invólucro que contém<br />
o íman é fixado na própria porta, de modo que, com<br />
esta fechada, fiquem defronte um do outro. Assim,<br />
com a porta fechada, o contacto do reed está<br />
fechado e com a porta ligeiramente aberta, o<br />
contacto está aberto e sinaliza alarme.<br />
Íman<br />
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Considerações para a instalação de sensores<br />
A consideração principal na instalação eléctrica de sensores é o limite da corrente<br />
eléctrica aplicável. A corrente de saída (carga) deve ser limitada para a maioria<br />
dos sensores a uma corrente de saída bastante pequena. O limite da saída fica<br />
geralmente entre 50 e 200 miliamperes. É crucial que a corrente esteja limitada a<br />
um nível que o sensor possa suportar. Os módulos de entrada do PLC<br />
(Controlador Lógico Programável) limitam a corrente a níveis aceitáveis. Por sua<br />
vez, sensores com saídas de relé podem suportar correntes mais elevadas<br />
(tipicamente 3 amperes).<br />
Alimentação dos sensores<br />
Um sensor, como qualquer outro dispositivo electrónico, requer cuidado com a<br />
alimentação, pois se for feita de forma inadequada, poderá causar danos<br />
irreparáveis ao sensor.<br />
Os fabricantes disponibilizam sensores capazes de trabalhar com tensões de 12 a<br />
250 V alternada ou contínua.<br />
Saídas dos sensores<br />
Os sensores com saídas discretas possuem saídas com transístores, e estes<br />
podem ser NPN ou PNP.<br />
<strong>Sensores</strong> com saída NPN – São utilizados para comutar a carga ao potencial<br />
positivo.<br />
<strong>Sensores</strong> com saída PNP – São utilizados para comutar a carga ao potencial<br />
negativo.<br />
Nos sensores com saída a relé as saídas não são electrónicas mas sim<br />
mecânicas. O relê possui contratos, normalmente abertos (NA) e normalmente<br />
fechados (NF), o que nos disponibiliza uma independência quanto à tensão da<br />
carga. A principal vantagem sobre os electrónicos está em poder trabalhar com<br />
correntes mais altas.<br />
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Ligação da carga ao sensor<br />
Acionamento direto da carga pela saída do sensor<br />
É possível o acionamento direto da<br />
carga pela saída do sensor quando a<br />
corrente pedida pela carga não excede<br />
a corrente máxima de saída do sensor.<br />
+24V<br />
1<br />
O tipo de tensão, DC ou AC, tem de<br />
ser igual no sensor e na carga.<br />
Sensor<br />
24V DC<br />
A tensão de funcionamento da carga<br />
pode ser igual ou menor que a tensão<br />
de saída do sensor<br />
0V<br />
Buzzer<br />
24V DC<br />
Acionamento indireto da carga pela saída do sensor<br />
É utilizado o acionamento indireto da carga pela saída do sensor quando a<br />
corrente pedida pela carga excede a corrente máxima de saída do sensor.<br />
+24V<br />
1 3<br />
+24V<br />
Fase<br />
Sensor<br />
24V DC<br />
RELÉ<br />
230V AC<br />
0V<br />
RELÉ<br />
24V DC<br />
Sirene<br />
230V AC<br />
Neutro 0V<br />
O tipo e o valor de tensão podem ser diferentes no sensor e na carga.<br />
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Ligação eléctrica dos sensores<br />
Observar os esquemas de ligação eléctrica, identificando as cores dos fios antes<br />
de instalar o sensor, evitando principalmente que a saída do sensor seja ligada à<br />
rede eléctrica, o que causaria a destruição do sensor.<br />
Não se devem utilizar lâmpadas de incandescência com os sensores pois a<br />
resistência do filamento frio provoca uma corrente de pico que pode danificar o<br />
sensor.<br />
As cargas indutivas, tais como Contatores,<br />
relés devem ser bem especificadas porque a<br />
corrente de ligação ou de corte podem<br />
danificar o sensor.<br />
Conforme as recomendações das normas<br />
técnicas, deve-se evitar que os cabos dos<br />
sensores utilizem os mesmos tubos dos<br />
circuitos de potência. As tensões induzidas<br />
podem possuir energia suficiente para danificar<br />
os sensores.<br />
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