ATPS CONTROLE E AUTOMAÇÃO DE PROCESSOS INDUSTRIAIS ENG. ELÉTRICA 10º

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BRASÍLIA 
 
2016 
 
 
 
 
FACULDADE DE NEGÓCIOS E TECNOLOGIA DA 
INFORMAÇÃO – FACNET 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
CONTROLE E AUTOMAÇÃO DE 
PROCESSOS INDUSTRIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROFESSOR: DR. MOACIR 
 
 
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ATIVIDADES PRÁTICAS 
COMPLEMENTARES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRANSDUTORES, ATUADORES E SENSORES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALUNOS: 
 
 
 
ENIO SIDARTA ALMEIDA MOREIRA RA:4436868250 
FREDSON TUNEO SÁ SHIRATA RA:3769756410 
BRUNO CESAR FAUSTINO DE OLIVERA RA:3708602641 
JOAQUIM FILHO MACEDO RIBEIRO RA:3799554380 
JEOVA CORREIA RA:3730710453
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SUMÁRIO 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................3 
 
2. DIFERENÇA ENTRE TRANSDUTORES, SENSORES E ATUADORES ..................3 
 
2.1 DEFINIÇÕES. ................................................................................................................3 
 
3. EXEMPLO DE SISTEMA DE MEDIÇÃO ...................................................................10 
 
4. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DE UM INSTRUMENTO .................................11 
 
5. REFERÊNCIAS ...............................................................................................................12
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1. INTRODUÇÃO 
 
O objetivo principal do presente trabalho, a descrever resumidamente neste artigo, 
como funciona os dispositivos de controle e monitoramento e suas aplicabilidades. 
Para controlar um processo industrial é necessário a medição e o controle de uma 
série de variáveis físicas e químicas, e para isso utiliza-se dispositivos dentro da 
instrumentação que interpretam e emitem esses sinal. Como é o caso dos Transdutores, 
Atuadores e Sensores 
 
 
 
2. DIFERENÇA ENTRE TRANSDUTORES, SENSORES E ATUADORES 
 
 
2.1 DEFINIÇÕES. 
 
Transdutor 
 
É um dispositivo elétrico ou eletrônico que converte uma forma de energia em 
outra forma de energia para efeitos de medição e transferência de informação. 
Tipos de energia incluem: elétrica, mecânica, eletromagnética (incluindo luz), 
química, acústica ou térmica. 
O transdutor transforma uma variável em outra mais fácil de ser medida. 
Ou seja, transformam uma grandeza física (temperatura, pressão, etc.) num sinal de tensão 
ou corrente que pode ser facilmente interpretado por um sistema de controle. 
Muitas vezes os termos “sensor” e “transdutor” são usados indistintamente, pois 
um dispositivo que contenha o elemento sensor e o transdutor integrados costuma ser 
chamado simplesmente de transdutor. Neste caso, o transdutor é o instrumento completo 
englobando sensor e todos os circuitos de interface capaz de ser usado numa aplicação 
industrial. 
 
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Sensor 
 
É um dispositivo físico ou órgão biológico que detecta um sinal ou determina 
condição do mundo físico ou de compostos físicos. 
 
 
 
Classificação dos Sensores 
 
Quanto a operação: 
 
 Ativos: não precisam de alimentação externa para produzir um sinal de saída. Ex: o 
termopar produz um sinal elétrico quando é aquecido. 
 Passivos: precisam ser alimentados para gerar um sinal de saída. Ex: a 
termoresistência requer uma entrada de energia para excitar o “r”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quanto a função: 
 
 Analógica: fornece um sinal analógico de saída. Ex: tensão, ângulo de rotação 
(potenciômetro). 
 Discreto: fornece um sinal de natureza binária, onde os valores estão associados aos 
estados lógicos. Ex: chaves, encoders.
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Quanto a grandeza física resultante: 
 
 Mecânicos: mensurando, é transformado em deslocamento e movimento; 
 Dimensional: Paquímetro. 
 De movimento e direção: Velocímetro, Odômetro, Giroscópio. 
 De pressão: Manômetro tubo Bourdon (tubo em forma de C, fechado em uma 
extremidade. A variação de pressão faz um ponteiro se movimentar, indicando a 
pressão numa escala circular. 
Pressão = deslocamento. 
Aplicações: cilindros de gás comprimido em indústria e hospitais. 
 De vazão: Tubo de Venturi 
Vazão = deslocamento 
 De massa: Balança Analítica, Balança Pendular, Balança Torsional (de 
Cavendish) 
 De temperatura: Lâmina bimetálica, Termômetro de coluna 
 
 Elétricos: mensurando, é transformado em tensão devido à variação de 
resistência elétrica, capacitância, indutância e carga elétrica; 
 Divididos em: 
Passivos: 
- Resistivos: a resistência elétrica cria de acordo com a variável media. 
(Potenciômetro, Extensômetro, Termistores);
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Ativos: 
 
-Capacitivos: Variação da capacidade por alteração no posicionamento dos 
eletrodos ou por alteração do dielétrico. (Posição ou Toque, Som, 
Deslocamento). 
- Indutivos: Quando uma corrente percorre a bobina do indutor, um campo 
magnético é formado. Consiste na variação da auto-indução de uma bobina 
por variação de fluxo ou variação do núcleo. (Aplicações: Detecção de 
broca quebrada, Detecção de válvula totalmente aberta ou fechada, 
Controle de direção, Contagem e detecção). 
 
- Termoelétricos: usam o efeito de Seebeck (se dois condutores 
metálicos A e B formam um circuito fechado e portanto duas junções A e 
B aparecerá uma força motriz “FEM” temoelétrica e uma corrente 
percorrerá o circuito se cada uma das junções estiver a temperatura T1 e T2 
distintas. Essa FEM é facilmente detectável por um milivoltímetro ligado 
à junta de referência 
- Piezoelétricos: Alguns cristais desenvolvem cargas elétricas sem 
sua rede cristalina quando submetidos a um esforço mecânico. A carga 
gerada tem valor muito baixo, necessitando de um circuito de amplificação 
e condicionamento de sinal 
- Fotoelétricos: ou efeito foto-voltaico é a geração de tensão elétrica 
de saída em resposta à incidência de luz (painéis solares).
 
 Magnéticos: mensurando, é transformado em campo magnético; 
 Sensor que é acionado quando entra em contato com um campo magnético. 
Geralmente é constituído por um material ferro-magnético, ou seja, Ferro, Níquel, 
etc. 
Efeito Hall: geração de uma diferença de potencial proporcional a um 
campo magnético 
 Ópticos: mensurando, é transformado em sinal óptico; 
 Também conhecido como sensores fotoelétricos, manipulam a luz de 
forma a detectar a presença de objetos. Sensor óptico de proximidade que detecta 
a proximidade de um objeto pela sua influência na propagação de um sinal óptico, 
luz infravermelha (Aplicações: Verificação de objetos em vidro, contagem de 
garrafas, Detecção de altura, Lavação de carros, Ruptura de cabos e fibras ópticas). 
 
 Acústico: mensurando, é transformado em frequência (ressonância) e amplitude 
(emissão acústica); 
 Também conhecidos como sensores ultrasônicos. Transmissão e recepção de 
onda sonora de alta frequência que pode ser refletida ou interrompida por um 
objeto a ser detectado. No princípio de funcionamento o emissor envia impulsos 
ultrasônicos sobre o objeto analisado, as ondas sonorasvoltam ao detector depois 
de um certo tempo proporcional à distância (Aplicação: Medição de nível, Anti- 
colisão, Controle de Altura de objetos, Nível e pequenos frascos).
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 Química: mensurando, é transformado em alteração da condutividade elétrica; 
 Exemplo: Detector de CO. O CO interage com O2 do sensor e libera CO2 e 
elétrons que se impregnam no filme sensor aumentando sua condutividade e 
diminuindo sua resistência. 
 
 Biológicos: mensurando, é transformado em nível de atividade metabólica. 
 Luciferase: enzimas em certos organismos luminosos são usadas para 
detectar níveis de metabólicos. Emergia Química (bioluminescência). 
 
 
 
Atuadores 
 
São responsáveis pela variação dos processos a serem controlados. 
Praticamente, todos os processos realizados por humanos, podem ser realizados 
com maior precisão por atuadores controlados eletronicamente. 
Os principais atuadores são: motores elétricos (controle de movimentos de rotação 
e deslocamento); válvulas de controle hidráulicas e pneumáticas (controle de fluxo); 
bombas (controle de fluxo e nível); resistência elétrica (controle de aquecimento); 
compressores (controle de refrigeração e climatização). 
 
Motores Elétricos 
 
 
 
 
 
Válvulas Hidráulicas e Pneumáticas
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Bombas 
 
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Resistências Elétricas 
 
 
 
 
 
Compressores 
 
 
 
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3. EXEMPLO DE SISTEMA DE MEDIÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DE UM INSTRUMENTO 
 
Linearidade é conceito que se aplica a sensores analógicos. É a curva de saída do 
sensor, a partir da grandeza medida. Buscam-se respostas proporcionais às entradas, 
para facilitar a montagem do circuito de interface, porém nem sempre isso é possí- 
vel, pois alguns tipos de sensores são não-lineares. A figura abaixo mostra a diferença 
entre um sensor linear e um não linear: 
 
 
 
 
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5. REFERÊNCIAS 
 
Universidade do Estado de Santa Catarina – EDESC 
Centro de Ciências Tecnológicas – CCT 
Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas – DEPS 
Informática Industrial – IFD (Igor Kondrasovas). 
 
TCPDF – Sensores e Transdutores 
www.profelectro.info/sensores-e-transdutores-pt-1-diferença-entre-sensores-e- 
transdutores/ 
 
 
Atuadores em Robótica (Professora Michelle Mendes Santos). 
http://www.cpdee.ufmg.br/