Sensores industriais - Aula 4

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AULA 4 
INTRODUÇÃO AOS SENSORES E 
ATUADORES INDUSTRIAIS 
Prof. Edson Roberto Ferreira Bueno 
 
 
02 
CONVERSA INICIAL 
Nesta aula, serão abordadas as principais características e aplicações dos 
sensores ultrassônico e laser, seguidas da explanação de sensores ópticos 
eletrônicos, sensores de velocidade e aceleração, bem como dos principais 
sensores industriais utilizados para verificação de temperatura. 
CONTEXTUALIZANDO 
Um estagiário recém-contratado por uma construtora precisa realizar 
algumas medições no parque de obras de uma construção. O engenheiro 
responsável já informou a ele que as distâncias poderiam variar entre 50 m e 200 
m em campo aberto, e que seria necessário requisitar a compra de uma nova 
trena. 
Após uma rápida pesquisa, o estagiário perguntou qual seria a trena ideal 
para a medição: ultrassom ou laser? O engenheiro respondeu que a mais indicada 
para esse caso seria a trena laser, pois o alcance do laser é maior, enquanto a 
trena de ultrassom seria melhor para ambientes menores e fechados, uma vez 
que, em campo aberto, o eco do ultrassom pode ser instável. 
TEMA 1 – SENSORES ULTRASSÔNICO E LASER 
Uma determinada empresa química possui vários reservatórios com 
diferentes produtos, e, como produz por bateladas, é extremante importante saber 
o nível exato dos tanques para a correta produção. 
Ao iniciar a conferência dos parâmetros de produção, o operador de 
processo verificou uma anormalidade em um dos tanques principais. Em seguida, 
contatou o departamento de manutenção e foi informado que um sensor 
ultrassônico de nível estava sendo ajustado e em cinco minutos receberia a 
autorização para iniciar as operações, conforme a programação. 
1.1 Sensores ultrassônicos 
Conforme indicado na Figura 1, o sensor ultrassônico precisa de um 
emissor e de um receptor de sinal para a transmissão e a reflexão das ondas 
sonoras: 
 
 
 
03 
Figura 1 – Transmissor/receptor ultrassônico 
 
TRANSMISSÃO 
 
REFLEXÃO 
 
O sensor baseia-se no envio e na recepção de um sinal sonoro, pelo qual 
um oscilador emite ondas ultrassônicas (de aproximadamente 42 kHz) que 
resultam em um comprimento de onda na ordem de alguns centímetros, este 
suficiente para promover um atraso no tempo, de modo que os “ecos” possam ser 
interpretados, o que permite detectar objetos relativamente pequenos. 
Os sensores ultrassônicos apresentam muitas vantagens em relação aos 
sistemas fotoelétricos, principalmente porque não emitem sinais visíveis como os 
sensores ópticos, e também pelo fato de refletirem o sinal em vários tipos de 
objetos e superfícies. 
Podem ser aplicados a vários tipos de objetos refletivos, inclusive com 
formato arredondado, e em ambientes perigosos, porém a resposta de operação 
pode variar em função do posicionamento, do ângulo de superfície do objeto, da 
rugosidade da superfície, de mudanças de temperatura e umidade do ambiente. 
1.2 Sensores laser 
Quando se necessita realizar medições de grandes distâncias, uma das 
melhores opções é a utilização do sensor de medição laser, que apresenta 
precisão superior aos sensores ópticos convencionais, além de ótimo alcance, 
velocidade do resultado e praticidade. O funcionamento é baseado em função do 
tempo que a luz do diodo transmissor laser leva para viajar do sensor para o objeto 
e voltar. 
Conforme ilustrado na Figura 2, a medida é calculada pelo princípio da 
triangulação, ou seja, um feixe de luz é emitido por um diodo laser, que, ao ser 
refletido por um objeto, é detectado por um Position Sensing Device (PSD) – 
Dispositivo de Monitoramento de Posição. De acordo com a distância do objeto 
que refletiu a luz, esse raio incide de modo diferente no PSD. 
 
 
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Figura 2 – Esquema de funcionamento de um sensor laser 
 
TEMA 2 – SENSORES DE POSIÇÃO 
O correto funcionamento de uma máquina ou um equipamento depende, 
muitas vezes, do correto posicionamento ou ajuste de um dispositivo sensor. Caso 
o posicionamento não esteja adequado, os ganhos podem tornar-se perdas ou 
prejuízos. 
2.1 Sensores de proximidade indutivos 
São dispositivos de proximidade sem contato que utilizam um campo de 
frequência de rádio com um oscilador e uma bobina. A aproximação de um objeto 
metálico (aço, ferro etc.) altera esse campo, e o circuito eletrônico do sensor pode 
verificar a alteração. 
A Figura 3 mostra um diagrama de blocos para facilitar o entendimento do 
princípio de funcionamento: 
Figura 3 – Esquema de funcionamento de um sensor indutivo 
 
Nesse caso, um oscilador com bobina de núcleo aberto (e, por isso, 
conhecido como indutivo) funciona em uma determinada frequência. O sinal desse 
oscilador é aplicado a um circuito demodulador com um filtro passa-faixa calibrado 
para a frequência do oscilador. Em seguida, o sinal de saída do filtro liga um 
disparador cuja saída é ligada a um circuito amplificador para o acionamento de 
um atuador (relé, transistor, triac, etc.). 
 Bobina Oscilador Demodulador Disparador Amplificador 
 
 
05 
Quando um objeto metálico é aproximado da face sensora, a frequência do 
oscilador é alterada em função da alteração do fluxo magnético no núcleo da 
bobina, e, assim, o filtro detecta a alteração na frequência e o detector de nível 
muda o estado da saída, conforme indicado na Figura 4: 
Figura 4 – Bobina de um sensor indutivo 
 
Nas aplicações industriais, é essencial conhecer ou ter informações de 
todas as grandezas e variáveis envolvidas, como a posição do atuador, a detecção 
de nível, o controle de processo, o controle de máquina, a segurança, e outros. 
Assim, há também as informações do objeto-alvo, com distância de proximidade, 
posicionamento, tipo de deslocamento etc. 
Esses sensores são indicados para realizar tarefas como controle de 
presença ou ausência, fim de curso, detecção de passagem ou de posicionamento 
e contagem de peças. São recomendados também particularmente quando: 
1. A velocidade de ataque e o funcionamento são elevados; 
2. Em condições ambientais severas, presença de poeira, óleo de corte, 
agentes químicos, umidade, vapores, choques e vibrações; 
3. As peças a detectar são de pequenas dimensões ou frágeis; 
4. O automatismo estático está previsto. 
2.2 Sensores de proximidade capacitivos 
Os sensores de proximidade capacitivos são projetados para operar 
gerando um campo eletrostático e detectando mudanças nesse campo, as quais 
acontecem quando um objeto se aproxima da face ativa. Na ausência de um 
objeto, o oscilador permanece inativo. Quando o objeto se aproxima, ele aumenta 
a capacitância do circuito com a ponta de compensação. Quando a capacitância 
 
 
06 
atinge um valor determinado, o oscilador é ativado d, em seguida, o circuito de 
saída faz com que ele comute. 
Conforme demonstra a Figura 5, o sensor capacitivo é, na verdade, um 
oscilador de alta frequência que apresenta como elemento sensível um capacitor 
e detecta a aproximação de um material, alterando a capacitância por meio de 
uma placa sensora, e, assim, gerando uma mudança de frequência no oscilador. 
Em seguida, um circuito composto de demodulador e detector transforma essa 
variação de capacitância em nível de tensão e chaveamento na saída, mudando 
seu estado (de “aberto” para “fechado” ou vice-versa). 
Figura 5 – Esquema de funcionamento de um sensor capacitivo 
 
Oscilador de RF 
controlado pela 
alteração da 
capacitância 
 Demodulador Detector/filtro Amplificador de 
saída 
 
Os sensores de proximidade capacitivos são indicados para detectar 
materiais metálicos e não metálicos, tais como água, óleo, pós, grãos, madeira, 
papelão, vidro, PVC, cerâmica etc. Podem, portanto, ser utilizados para controle 
de nível de armazéns e silos, contagem de objetos numa linha de produção, 
conferência do envase de frascos, etc. 
2.3 Sensores de proximidade magnéticos 
Os sensores de posiçãomagnéticos baseiam-se no uso de campos 
magnéticos. Eles convertem esses campos em um sinal elétrico do tipo digital 
(contato seco) ou analógico. Podem ser eletrônicos, baseados no efeito Hall e na 
ampola Reed. 
Conforme indicado na Figura 6, os sensores magnéticos são baseados no 
uso de um ímã permanente, sendo, ainda, de fácil fabricação. O ímã pode ser 
parte do objeto a ser detectado ou do próprio dispositivo do sensor. O dispositivo 
é projetado, de modo que a presença do objeto na região do sensor ative (feche 
ou abra o contato) a chave, enviando um sinal para o sistema de controle. 
 
 
 
07 
Figura 6 – Esquema de funcionamento de um sensor magnético Reed 
 
Fonte: Home (2010) 
2.4 Sensores LVDT 
A construção física de um típico transformador linear diferencial variável – 
Linear Variable Differential Transformer (LVDT) consiste em um núcleo de 
material magnético móvel e três bobinas que compreendem o transformador 
estático. Uma dessas três bobinas é o enrolamento primário, e as outras duas são 
as bobinas secundárias. A Figura 7 mostra um diagrama esquemático do LVDT 
com as informações das ligações elétricas e suas respectivas zonas de influências 
do núcleo: 
Figura 7 – Esquema do LVDT 
 
Fonte: The Linear [S.d.] 
 
 
08 
Quando o núcleo desliza pelo transformador, certo número de voltas da 
bobina é afetado pela proximidade do núcleo, e, assim, gera uma única tensão de 
saída, ou seja, a tensão de saída é proporcional ao deslocamento do núcleo. 
Algumas vantagens da utilização do LVDT são baixo custo, solidez e 
robustez, não resistência por atrito, baixa impedância de saída, histerese 
desprezível, ótima resolução e baixo tempo de resposta. Embora o LVDT seja um 
sensor de deslocamento, muitas outras grandezas físicas podem ser medidas, 
convertendo deslocamento em outras grandezas através de relações 
matemáticas. 
2.5 Encoders 
De acordo com De Albuquerque e Thomazini (2011), encoders são 
dispositivos que convertem um deslocamento linear ou angular em um trem de 
pulsos, podendo, ainda, ser interpretados como um byte. Há dois tipos de 
encoders, o incremental e o absoluto. 
Os encoders incrementais indicam o deslocamento somente em relação a 
um ponto inicial de referência. Já os encoders absolutos medem o deslocamento 
em relação a um ponto de referência interno do dispositivo. 
Há três tipos de sensores incrementais: de contato, ópticos e magnéticos, 
que podem ser lineares ou angulares. A Figura 8 mostra detalhes do rotor de 
encoders de contato e uma imagem de encoder comum: 
Figura 8 – Rotor do encoder 
 
Fonte: De Albuquerque; Thomazini, 2011, p. 54; E6B2-C [S.d.] 
De Albuquerque e Thomazini (2011, p. 54) afirmam que: 
As aplicações do encoder são quase ilimitadas na indústria, 
principalmente quando se necessita de precisão de movimentos. Podem 
ser facilmente encontrados em aplicações de impressoras, plotters X-Y, 
controle numérico de máquinas operatrizes, controle de posicionamento 
de disco de computador, servomecanismos, displays digitais, controle de 
posições remotas, controle de posições de radar etc. 
 
 
09 
2.6 Resolvers 
Um resolver é um sensor de ângulo que emite ângulos de rotação como 
tensões de CA de duas fases (sinais analógicos). Tem grande resistência 
estrutural em relação a outros sensores, o que permite seu uso em ambientes de 
alta radiação, aplicações militares e aplicações aeroespaciais, máquinas têxteis, 
máquinas de mineração, servomotores, robôs industriais etc. 
Uma tensão de saída de CA é induzida no enrolamento no lado de saída 
através da excitação do enrolamento de excitação, usando uma tensão CA. Como 
essa tensão de saída irá variar dependendo do ângulo de rotação, este pode ser 
calculado usando a leitura de tensão. O esquema de um resolver é ilustrado na 
Figura 9: 
Figura 9 – Detalhes construtivos de um resolver 
 
Fonte: Tamagawa [S.d.] 
TEMA 3 – SENSORES ÓPTICOS ELETRÔNICOS 
Existem vários tipos de scanners para as mais diversas aplicações, e todos 
funcionam pelo princípio da reflexão de feixes de luz ou laser para a captura da 
imagem. Você sabia que a principal peça de um scanner de mesa é o dispositivo 
de carga acoplado CCD, que é o sensor que captura as imagens que estão sendo 
digitalizadas? 
O CCD usa pequenos dispositivos, compostos geralmente de cristais 
semicondutores, chamados diodos, os quais convertem a luz (fótons) emitida pela 
reflexão da passagem do feixe de luz pelo papel que está dentro do scanner e o 
jogo de espelhos, em cargas elétricas. 
 
 
 
010 
3.1 Fotorresistor LDR 
O Light Dependent Resistor (LDR) é um dispositivo elétrico que tem sua 
resistência alterada pela luz, e isso permite uma infinidade de aplicações 
industriais. Conforme indicado na Figura 10, quando a luz incide sobre a superfície 
de determinadas substâncias cujas resistências são alteradas, ocorre a liberação 
de portadores de carga que ajudam na condução da corrente elétrica, por isso 
também é conhecido como fotoressistor. 
A resistência elétrica é a oposição à passagem da corrente elétrica e 
depende do material, da temperatura e da quantidade de fótons. Quanto mais luz 
incide no material do LDR, mais fácil fica de passar corrente elétrica por ele. 
Figura 10 – Portadores de carga 
 
Fonte: De Albuquerque; Thomazini, 2011, p. 62 
O feixe de luz atinge a superfície do LDR, por meio de uma janela de 
material transparente no próprio invólucro, e dois terminais dão acesso ao sensor 
para sua ligação a um circuito externo. A Figura 11 indica a simbologia de um 
fotorresistor e um modelo de encapsulamento com a indicação das principais 
partes: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
011 
Figura 11 – Esquema do fotorresistor LDR 
 
Fonte: Islam; Saiduzzaman (2013) 
Conforme comentam De Albuquerque e Thomazini (2011), os LDRs não 
são componentes polarizados, o que significa que a corrente pode circular nos 
dois sentidos. As variações da resistência em função da luz são iguais em 
qualquer sentido. 
3.2 Fotodiodo e fototransistor 
De acordo com De Albuquerque e Thomazini (2011, p. 66): 
O comportamento elétrico de diodos semicondutores e transistores é 
normalmente afetado quando luz incide na sua junção. Quando incide 
na região de polarização direta, o fotodiodo atua como um dispositivo 
fotovoltaico. 
O fotodiodo é usado como sensor em controle remoto, em sistemas de 
fibra óptica, leitoras de código de barras, scanner (digitalizador de 
imagens para computador), canetas ópticas (que permitem escrever na 
tela do computador), toca-discos, CD, fotômetros e como sensor indireto 
de posição e velocidade. 
Exceto em sistemas de fibra ópticas, devido à operação em alta 
frequência, as aplicações do fototransistor são as mesmas do fotodiodo, 
além de outras como: sensor de presença; velocidade; temperatura; 
pressão; vazão; posição; deslocamento, etc. 
3.3 CCD (Charge Couple Devices) 
De Albuquerque e Thomazini (2011, p. 70) pontuam: 
O dispositivo de acoplamento de carga, ou CCD, tem papel importante 
como sensor de imagem. Os portadores minoritários são dispostos em 
uma estrutura de semicondutores de óxido metálico (MOS) e 
armazenados num potencial localizado numa junção Si - SiO2. 
Aplicando as tensões apropriadas aos eletrodos de metal, é possível 
variar o potencial no semicondutor de tal modo que as cargas são 
trocadas de uma célula para a próxima. Um CCD é assim um notável 
registrador de deslocamento analógico que consiste numa fila de 
capacitores MOS. 
Símbolo 
Aspecto 
 
 
012 
3.4 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 
De forma semelhante aos sensores CCD, os sensores CMOS percebem os 
feixes de luz, porém são mais precisos na detecção, pois permitem a integração 
de todo o circuito de controle e no próprio chip, além do baixo consumo nos modos 
trabalho e espera. Outras características importantes são o baixo custo de 
fabricação e a utilização da baixa tensão de alimentação.3.5 Fototiristor 
É um dispositivo comutado pela luz incidente sobre uma camada 
semicondutora de silício do dispositivo, sendo normalmente denominado Light 
Activated Silicon Controlled Rectifier (LASCR), e que utiliza o mesmo método de 
disparo típico do SCR (De Albuquerque; Thomazini, 2011). 
Os LASCR normalmente são muito aplicados em computadores, controles 
de motores, relés, controle de fase e outras atividades com capacidade máxima 
de potência e corrente em torno e 0,1W e 3A. 
3.6 Válvulas de ultravioleta – detectoras de chamas 
Segundo De Albuquerque e Thomazini (2011), são dispositivos que indicam 
a presença de partículas sólidas, vapores e/ou gases que compõem a fumaça de 
chamas, ou seja, são sensíveis aos raios ultravioletas que se fazem presentes 
sempre que existe fogo. 
Devido às suas características de construção, esse detector diferencia 
outras formas de raio e é imune à luz natural. Os detectores de chama são 
classificados em função do tipo de radiação como ultravioleta, infravermelho de 
comprimento de onda simples, infravermelho de comprimento de onda múltiplo e 
combinação de ultravioleta e infravermelho. 
Devido às condições severas de aplicação desse tipo de sensor, deve-se 
prever a manutenção periódica, principalmente nas situações relacionadas a pó e 
sujeira na lente do detector. 
3.7 Células fotovoltaicas 
São sensores que convertem a energia luminosa (radiação eletromagnética 
pulsante) em energia elétrica, ou seja, são dispositivos fabricados a partir de 
materiais semicondutores positivos fotoelétricos. 
 
 
013 
Partindo de um silício puro, uma fina camada de material semicondutor é 
responsável pelo efeito fotoelétrico, tornando elétrons da camada de valência 
livres proporcionalmente à intensidade de luz incidente, e variando também com 
o comprimento de onda de radiação, como indicado na Figura 12. 
Figura 12 – Efeito fotovoltaico na junção PN 
 
Fonte: De Albuquerque; Thomazini, 2011, p. 76 
3.8 Sensor de cor 
Esse sensor pode definir pequenas variações das cores visíveis e tons de 
cinza. Trata-se de um módulo de circuito impresso com um Led branco de alta 
intensidade, um sensor CMOS e filtros RGB integrados a um conversor analógico-
digital, conforme é mostrado no esquema da Figura 13: 
Figura 13 – Sensor CMOS com filtros RGB 
 
Fonte: De Albuquerque; Thomazini, 2011, p. 71 
A Figura 14 ilustra a imagem de um sensor CMOS utilizado em câmeras 
digitais: 
 
 
014 
Figura 14 – Imagem de sensor CMOS 
 
Fonte: Digital [S.d.] 
TEMA 4 – SENSORES DE VELOCIDADE E ACELERAÇÃO 
Atualmente, além do desenvolvimento das máquinas e equipamentos 
providos de inteligência artificial, os sistemas de sensoriamento ganham 
importância vital nas mais diversas aplicações. 
Sistemas de Alerta 
Diante à impossibilidade de prever quando e onde os terremotos 
acontecerão, mas conhecendo as características de propagação das 
ondas sísmicas, os cientistas partiram para o desenvolvimento de 
sistemas de alertas que possam avisar com antecedência a população 
das cidades. 
No Japão, por exemplo, os pesquisadores criaram um sistema de aviso 
de tremores capaz de avisar com 10 segundos de antecedência a 
chegadas das ondas. Apesar de parecer pouco tempo, 10 segundos de 
antecedência permitem que as populações deixem suas casas ou 
procurem abrigo em local seguro, onde possam se proteger ante a 
chegada do tremor inevitável. (Os Terremotos [S.d.]) 
4.1 Principais sensores de velocidade 
Os sensores de velocidade são utilizados em dispositivos como leitores de 
CD-ROM, DVD players, bombas centrífugas, transportadores, medidores de fluxo 
de líquidos, máquinas operatrizes, robótica, máquinas automáticas de soldagem 
etc., e são importantes para o controle do processo produtivo e da segurança do 
trabalho. 
Os sensores de aceleração (acelerômetros e giroscópios) fornecem um sinal 
elétrico proporcional à aceleração do sistema. Esses componentes são do tipo 
inercial e dão indicação sobre o movimento do sistema com relação a uma 
prefixada variável do eixo inercial. Segundo De Albuquerque e Thomazini (2011), 
os principais acelerômetros são: 
 
 
015 
 Dínamo taquimétrico: conhecido como tacogerador, baseia-se no princípio 
do motor de corrente contínua com escovas que funcionam como gerador. 
O campo magnético é obtido por meio de um ímã permanente, cujos polos 
encontram-se dispostos nas faces. 
 Alternador taquimétrico: tem a saída em corrente alternada (CA). 
 Acoplador óptico: esse sensor é constituído basicamente de um disco com 
furos conectado ao eixo do motor e um par (transmissor e receptor) 
acoplado por meio de um feixe de luz. Muitas vezes, é utilizado um 
fotoacoplador já integrado, conforme indica a Figura 15: 
Figura 15 – Aplicação de sensor fotoacoplador 
 
Fonte: De Albuquerque; Thomazini, 2011, p. 83 
4.2 Principais sensores de aceleração 
Os sensores de aceleração (acelerômetros) podem ser usados como 
instrumentos para monitorar as mudanças na velocidade (isto é, aceleração) 
devido a choque, vibração ou impacto, e podem também ser encontrados para 
medir o ângulo da lança em guindastes, o ângulo de inclinação em maquinário de 
construção de estradas e em estudos de desvio de furos de sondagem. São 
empregados também, em grande escala, em sistemas de guia de navios, aviões, 
satélites, etc. A Tabela 1 demonstra os principais acelerômetros utilizados na 
indústria: 
Tabela 1 – Principais sensores de aceleração 
Sensor de aceleração Características 
Acelerômetro de 
deslocamento 
Fornece uma tensão de saída proporcional à aceleração. 
 
 
016 
Acelerômetro de 
deformação 
Converte a aceleração numa variação de resistência devido à̀ 
deformação de um strain-gage num dos braços de uma Ponte de 
Wheatstone. 
Acelerômetro a balanço 
de forca 
Apresenta um amplificador com realimentação alto ganho que, por 
meio da corrente de saída de um LVDT em série, com uma bobina 
(elemento atuador chamado de força F), faz equilíbrio à força 
agente sobre a massa móvel. 
 
Esses dispositivos têm larga aplicação em equipamentos de telefonia 
móvel (celulares) e em sensores (acelerômetros) automotivos para acionamento 
das bolsas de ar de proteção contra impactos (airbag). 
TEMA 5 – SENSORES DE TEMPERATURA 
5.1 Termistores (Thermally Sensitive Resistor) 
De acordo com De Albuquerque e Thomazini (2011, p. 91): 
São semicondutores eletrônicos cuja resistência elétrica varia com a 
temperatura. Eles são úteis industrialmente para detecção automática, 
medição e controle de energia física. Os termistores são extremamente 
sensíveis a mudanças relativamente pequenas de temperatura, ou seja, 
são resistores sensíveis à temperatura. 
Existem dois tipos básicos de termistores, PTC e NTC. 
Os PTCs coeficiente positivo de temperatura são resistores que 
apresentam um coeficiente térmico positivo, isto é sua resistência 
aumenta com a temperatura. Diferem dos NTCs em dois aspectos 
fundamentais: o coeficiente de temperatura de um PTC é positivo 
apenas dentro de certa faixa de temperatura. Fora dessa limitação, o 
coeficiente é negativo ou nulo. O valor absoluto do coeficiente térmico 
dos PTCs normalmente é bem maior que o dos NTCs. 
O tipo NTC coeficiente negativo de temperatura, onde a resistência 
diminui com a temperatura, é mais usual em medição e controle de 
temperatura, mas não é muito usado em processos industriais, 
provavelmente pela falta de padronização entre os fabricantes. 
5.2 Termopares 
Um termopar funciona medindo a diferença de potencial causada por fios 
diferentes. Pode ser usado para medir diretamente a diferença de temperaturas 
ou uma temperatura absoluta, colocando uma junção à temperatura conhecida. 
Com base em sua utilização, existem oito tipos de termoelementos, 
conhecidos pelas letras S, R, B, J, K, N, T e E. A referência de cada letra 
demonstra a identificação do dispositivo. Por exemplo: Termopares B – 
composição:70% platina - 30% ródio (+); 94% platina - 06% ródio (-); Faixa de 
utilização: 600 °C a 1.700 °C 
 
 
017 
Nos últimos anos, muitos materiais de termoelementos novos têm sido 
introduzidos para temperaturas mais altas, como combinações de tungstênio e 
rênio, e suas binárias são largamente usadas em temperaturas mais altas para 
atmosferas redutoras e inertes ou vácuo. 
5.3 Termopilhas (Thermopile) 
A termopilha é formada por vários termopares conectados em série. Ela é 
composta da junção de metais diferentes que produzem tensão quando um lado 
da junção tem temperatura diferente do outro. A junção fria é mantida a 
temperatura ambiente em uma massa de temperatura estável. A junção quente é 
exposta à radiação incidente. Conectando vários termopares em série, é obtida 
uma tensão maior de saída. 
Esses sensores permitem a leitura de temperatura a distância com baixo 
custo, não sendo necessário resfriamento, e podem ter precisão de ±1 °C, 
dependendo da faixa de medida. 
5.4 Termorresistência 
As termorresistências Resistance Temperature Detectors (RTD) são 
conhecidas como bulbo de resistência. São dispositivos sensores de temperatura 
que funcionam em função da resistência elétrica do elemento condutor e 
proporcionalmente ao valor da temperatura. 
Esses sensores são muito utilizados na instrumentação e na automação 
por suas condições de alta estabilidade mecânica e térmica, resistência à 
contaminação e baixo índice de desvio pelo envelhecimento e tempo de uso, além 
de apresentarem uma larga faixa de trabalho e permitirem ligações a longa 
distância. As termorresistências mais utilizadas são Pt-100, Pt-1000, Ni-100 e Ni-
1000, e a que melhor representa a grande maioria das aplicações na indústria é, 
sem dúvida, a de platina (Pt-100). 
5.5 Par bimetálico 
O sensor tipo par bimetálico é composto de duas chapas metálicas de 
materiais com diferentes índices de dilatação montadas face a face. Com o 
aquecimento, há uma deformação do conjunto das chapas, ocorrendo a abertura 
ou o fechamento de um contato. Esse dispositivo é muito utilizado na composição 
dos termostatos comuns. 
 
 
018 
5.6 Pirômetros 
Os pirômetros de radiação fazem parte da classe dos medidores de 
temperatura sem contato e são considerados também termômetros de radiação. 
Sabendo que todos os corpos têm radiações próprias e contínuas, esses 
dispositivos usam essa radiação para a medida da temperatura, sem haver o 
contato entre o sensor e o corpo-alvo. 
Pelo aquecimento de um corpo através da condução de calor ou 
convecção, uma parte desse calor é transformada em radiação. Uma radiação 
incidente externa é, em parte, absorvida, refletida e transmitida pelo corpo. A soma 
dos coeficientes de absorção, reflexão e transmissão é igual a 1. 
FINALIZANDO 
Nesta aula, foram abordadas as principais características e aplicações dos 
sensores ultrassônico e laser, seguidas da explanação de sensores ópticos 
eletrônicos, sensores de velocidade e aceleração, bem como das aplicações e do 
sensoriamento de temperatura no ambiente industrial. 
 
 
 
019 
REFERÊNCIAS 
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2005. 
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OS TERREMOTOS podem ser previstos? Apollo, [S.d.]. Disponível em: 
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