Sensores
Definição de Sensor
• Um sensor produz uma resposta a mudanças
em condições físicas, tais como
temperatura, campo magnético e luz. O
sensor é o dispositivo que implementa a
monitoração física de um fenômeno
ambiental com isso gerando uma resposta
que causa relatórios de medidas.
Definição de Sensor
• Muitos modelos variados podem ser
construídos baseados na necessidade da
aplicação e características dos dispositivos.
Um sensor, tipicamente, consiste de cinco
componentes: detector de hardware,
memória, bateria, processador embutido e
transmissor receptor.
Tipos de Sensores
Os vários tipos de Sensores
Sensores Fotoelétricos
• Os sensores fotoelétricos ou ópticos utilizam a luz
infravermelha para detectar um objeto. O seu princípio
de funcionamento baseia-se em dois circuitos
eletrônicos: um emissor do feixe de luz e outro receptor
do mesmo
Sensores Fotoelétricos
• O DMP2 é um sensor
fotoelétrico utilizado para
o posicionamento com
precisão em sistemas de
movimentação e de
armazenagem. Por
exemplo, em estações de
transferência e docagem,
as variações geométricas
com temperaturas
variáveis ou dependentes
das cargas, tornam
essencial o
posicionamento com
precisão.
Sensores ultra-sônicos
• Luz e som são dois fenômenos naturais que permitem a
qualquer um reconhecer no ambiente em que esta
• Vantagens adicionais:
• -Excelente supressão de fundo, e detecção confiável de
objetos quase que independente da aparência.
• -A saída é determinada pela aplicação – digital ou
analógica - de acordo com a necessidade.
Sensores ultra-sônicos
• -Detecção por ultra-som, sem
contato direto e medição de
objetos à distância.
• -Medições altamente precisas.
• -Amplas faixas de varredura.
• -Detecção de objetos e fluidos
transparentes.
• -Altamente acessível até mesmo
em ambientes desfavoráveis.
• -Saída digital ou analógica.
Sensores de Distância
• Os sensores de distância transmitem luz para um
objeto ou refletor e avaliam o feixe refletido da luz. No
processo, transformam a distância determinada em um
sinal elétrico proporcional.
Sensores de contraste
• Os sensores de contraste funcionam
energeticamente de acordo com o princípio
dos sensores de proximidade fotoelétricos.
A uma distância de leitura constante, podem
reconhecer até 30 tons de cinza variando do
preto ao branco.
Sensores de contraste
• A superfície do
material pode ser
áspera, lisa, ou
brilhante, e pode ser
de papel, plástico ou
metal.
Sensores de Cor
• Os sensores de cor CS funcionam pelo método especial
das três cores. Eles emitem luz (vermelha, azul, verde)
sobre os objetos a serem inspecionados, calculam as
coordenadas de cromaticidade da radiação refletida e
compara-as com os valores de referência dos três
estímulos previamente armazenados.
Sensores de Luminescência
• Os sensores de
luminescência (por
ex., o LUT 3)
reagem aos
pigmentos
luminescentes
ativados pela fonte
de luz UV do leitor
Sensores de Luz
Transversal
• Os Sensores de Luz
Transversal DMH
transmitem uma linha
de laser, em um
ângulo definido, sobre
os objetos a serem
lidos.
Sensores de Visão
• Os sensores de
visão processam os
dados das imagens
de tal maneira que a
avaliação de um
produto, por
exemplo, é
fornecida na saída
em forma de sinal.
Sensor de Pressão
• A medida de nível
também é possível ser
feita sem contato se a
densidade do material é
conhecida. Este método é
fundamentado uma
relação bem conhecida
entre a pressão na base
de uma reservatório e a
altura do líquido.
Sensor Óptico
• Este tipo de sensor é constituído por
dois componentes denominados,
emissor de luz e receptor de luz.
Geralmente, os emissores de luz são os
famosos LED´s eletrônicos ou
lâmpadas comuns. Já o receptor é um
componente eletrônico foto-sensível
tais como fototransistores, fotodiodos,
ou LDR´s.
Sensores de Proximidade
Alguns sensores de proximidade
Potenciométrico
Este tipo de sensor é bastante utilizado
em impressoras jato de tinta para
controle do posicionamento do carro
que contém os cartuchos de tinta. O
sensor consiste de um resistor de fio ou
filme deslizante de comprimento l e
sobre o qual aplica-se uma voltagem vi.
Sensores Capacitivos
• Os sensores capacitivos são dispositivos capazes de
detectar a presença de objetos plásticos, líquidos,
orgânicos, metálicos, etc. O princípio de
funcionamento baseia-se na geração de um campo
elétrico criado por um oscilador controlado por
capacitor.
Sensores Capacitivos
• Os sensores de
proximidade capacitivos
podem ser usados, por
exemplo, nas seguintes
aplicações:
• -Controle de nível.
• -Controle de presença.
• -Controle de nível de
sólidos a granel.
• -Inspeção final de
procedimentos de
embalagem.
Sensores de proximidade
magnéticos
• Os sensores de proximidade
magnéticos são caracterizados pela
possibilidade de grandes distâncias de
chaveamento, disponíveis com
sensores de pequenas dimensões .
Eles detectam objetos magnéticos
(normalmente ímãs permanentes) que
são usados para disparar o processo de
chaveamento.
Sensores de proximidade
magnéticos
Os sensores magnéticos
possuem uma ampla gama
de aplicações. Por exemplo:
• -Detecção de objetos
através de recipientes ou
tubos de plástico.
• -Detecção de objetos em
meios agressivos através de
paredes de proteção de
Teflon.
• -Detecção de objetos em
áreas de altas temperaturas.
• -Reconhecimento de
códigos com a utilização de
ímãs · Dispositivos
embutidos em materiais nãomagnéticos com ímã M 4.0.
Sensores Indutivos
• Os sensores indutivos são
amplamente utilizados nos
dias de hoje. Muitas das
aplicações onde eram
empregadas chaves fimde-curso passaram a optar
pelos sensores indutivos
devido a sua detecção sem
contato e alta vida útil.
Princípio de Funcionamento
O princípio de funcionamento baseia-se na geração de um campo
eletromagnético de alta freqüência, que é desenvolvido por uma bobina
ressonante instalada na face sensora.
A bobina faz parte de um circuito oscilador que em condição normal
(desacionada) gera um sinal senoidal. Quando um metal aproxima-se do campo,
este por correntes de superfície, absorve a energia do campo, diminuindo a
amplitude do sinal gerado no oscilador. A variação de amplitude deste sinal é
convertida em uma variação contínua que comparada com um valor padrão,
passa a atuar no estágio de saída.
Face Sensora
É a superfície por onde emerge o campo eletromagnético.
Distância de Acionamento
É a distância em que aproximando-se o acionador da face
sensora, o sensor muda o estado da saída. A distância de
acionamento é em função do tamanho da bobina.
Distância Sensora Nominal (Sn)
É a distância sensora teórica (máxima), a qual utiliza um alvo padrão
como acionador e não considera as variações causadas pela industrialização,
temperatura de operação e tensão de alimentação.
Alvo Padrão (norma DIN 50010)
É um acionador normalizado utilizado para calibrar a distância
sensora nominal durante o processo de fabricação do sensor.
L = D (se 3 x Sn < D) ou:
L = 3 x Sn (se 3 x Sn > D)
D - diâmetro da área onde emerge o campo eletromagnético
Distância Sensora Real
Valor influenciado pela industrialização, especificado em temperatura
ambiente (20ºC) e tensão nominal, com desvio de 10%.
Distância Sensora Efetiva (Su)
Valor influenciado pela temperatura de operação, possui um desvio
máximo de 10% sobre a distância sensora real.
Distância Operacional (Sa)
É a distância em que seguramente pode-se operar, considerando-se
todas as variações de industrialização, temperatura e tensão de
alimentação.
Material do Acionador
A distância sensora operacional varia ainda com o tipo de metal, ou
seja, é especificada para o ferro ou aço e necessita ser multiplicada por
um fator de redução.
HISTERESE
A distância linear entre os pontos de ativação e de desativação de
um sensor de proximidade é chamada de histerese ou curso
diferencial. A histerese é necessária para ajudar a evitar oscilação
(comutação/ descomutação alternada da saída, instável e
indesejada, em seqüência muito rápida) quando o sensor estiver
sujeito a choques e vibração ou quando o alvo estiver posicionado
exatamente no ponto de alcance nominal. A amplitude de vibração
deve ser menor que a faixa de histerese para evitar oscilação.
HISTERESE
HISTERESE
CONFIGURAÇÕES ELÉTRICAS
SENSOR NPN E PNP
São sensores que possuem em comum
a saída positiva.
São sensores que possuem em comum
a saída negativa.
CONFIGURAÇÕES ELÉTRICAS
SENSOR NAMUR
Semelhante aos sensores convencionais. Aplicado normalmente em
atmosferas potencialmente explosivas de industrias químicas e similares,
com barreiras de segurança intrínseca. O sensor NAMUR consome uma
corrente  3mA quando não está acionado, e com a aproximação do alvo
a corrente de consumo cai abaixo de 1mA.
CONFIGURAÇÕES ELÉTRICAS
SENSOR A 2 FIOS
São sensores que vão ligados em série com a carga, da mesma forma
que um fim de curso mecânico. A alimentação do circuito interno é obtida
através de uma pequena corrente que circula pela carga, gerando uma
pequena tensão residual incapaz de acionar a maioria das cargas
eletrônicas.
CONFIGURAÇÕES ELÉTRICAS
C.C. E C.A. COM 2 FIOS
CORRENTE CONTÍNUA
CORRENTE ALTERNADA
CUIDADOS NA INSTALAÇÃO
CONEXÕES ELÉTRICAS
Verificar as ligações quanto as cores ou pinos dos conectores, com
a tabela para não ocasionar danos ao sensor.
CUIDADOS NA INSTALAÇÃO
FIXAÇÃO
• Não deixar que o sensor sofra impactos com outras partes
ou peças, e não deixar que o sensor seja utilizado como apoio.
• Verificar a distância da parte sensora do sensor para evitar
impactos com o acionador.
• Evitar o aperto excessivo das porcas e parafusos.
• Caso tenha que utilizá-los em máquina com movimento, fixe
o cabo junto com o sensor, assim permitindo apenas que o
meio do cabo oscile.
CUIDADOS NA INSTALAÇÃO
CABOS DE CONEXÃO
Não deixar com que o cabo de conexão seja submetido a esforços
mecânico adversos.
CUIDADOS NA INSTALAÇÃO
AMBIENTE
• Nas instalações em ambientes agressivos (produtos químicos),
verificar modelo e especificação mais adequada para o local.
• Não submeter a condições de temperatura acima do limite que o
sensor permite.
CUIDADOS NA INSTALAÇÃO
CABLAGEM
Conforme as normas técnicas, deve se evitar que os cabos de
sensores, instrumentos de medição e controle utilizem os mesmos
eletrodutos dos circuitos de força.
Apesar dos sensores possuírem proteção para ruídos, caso os
cabos dos sensores ou da fonte de alimentação utilizarem os
mesmos eletroduto, as tensões induzidas podem possuir energia
suficiente para danificar os sensores.
CUIDADOS NA INSTALAÇÃO
LÂMPADAS INCANDESCENTE
Não se deve utilizar lâmpadas incandescentes com os sensores,
principalmente nos modelos de C. A., pois a resistência do filamento
frio provoca uma corrente de pico, que pode danificar o sensor.
A corrente de chaveamento e a corrente de surto podem danificar o
sensor.
APLICAÇÕES
Os responsáveis pela aplicação e uso deste
equipamento de controle devem certificar-se
de que todos as etapas necessárias foram
seguidas para garantir que cada aplicação e
uso cumpram todos os requisitos de
desempenho e segurança, incluindo todas as
leis, regulamentações, códigos e padrões
aplicáveis.
O estudo dos parâmetros físicos a serem lidos é fundamental
para que se obtenha os resultados esperados.
Algumas das variáveis físicas que podem ser medidas com
sensores encontrados no mercado são:
•Fluxo
•Força
•Concentração
•Dimensão
•Pressão
•Radiação
•Temperatura
•Umidade
Sensores indutivos
Industria automotiva
Esteiras
Outras aplicações
Posicionamento de trilhos.
É ativado quando a cancela está abaixada
Sensores de proximidade
Sensor ótico
Sensor de fibra ótica
Variados
Cotidiano
•Foco automático de filmadoras
•Unidade ótica de CD player
•Falhas em dutos de petróleo
•Radar de velocidade
•Agricultura
•Segurança
•Deformações em dutos
•Fornos de fusão
•Usinas nucleares
•Aquecedores
•Fornos elétricos
•Microondas
•Freezer
•Geladeiras
•GPS
•Identificação de reservatórios
de petróleo
•Realidade virtual
•Elevadores
•Aeronaves e aviação
•Climatização
•Simuladores
•Iluminação pública
•Áreas perigosas
•Armazenamento automatizado
•Automação de fábricas
•Centrais de tratamento de água
•Equipamentos eletrônicos
•Farmacêuticos
•Industria em geral
•Manuseio de materiais
•Salas limpas
•Mineração
•Montadoras
•Processamento de laticínios
•Processamento de madeira
•Robótica
•Trabalho em metais
•Transmissão de energia
•Transportes
•Tratamento de esgoto
•Medicina
•Espaço
•Área militar
Mão de São Carlos
Realidade Virtual - Medicina
CONCLUSÃO