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Aula 2a Sensores 2015

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Sensores
Comandos Eletroeletrônicos
Prof. Gilmário Lima
Parte 1
Sensores de Proximidade
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Sensor de corpo tubular
Plástico
Metálico
Face translúcida (óptico)
ASPECTO
SÍMBOLOS
INDUTIVO
CAPACITIVO
MAGNÉTICO
ÓPTICO
SENSOR INDUTIVO
CONSTITUIÍDO POR UM CIRCUITO ELETRÔNICO SENSÍVEL ÀS 
ALTERAÇÕES DO CAMPO MAGNÉTICO PRODUZIDO POR UM 
INDUTOR INTERNO.
TAIS ALTERAÇÕES SE FAZEM POR METAIS QUE ESTEJAM 
PRÓXIMOS.
A ALTERAÇÃO DO CAMPO COMUTARÁ A SAÍDA DE SINAL
PERCEBEM PORTANTO A APROXIMAÇÃO SOMENTE DE 
METAIS
SENSOR INDUTIVO
SENSOR NÃO ATUADO PLÁSTICO
SENSOR NÃO ATUADO METAL 
SENSOR ATUADO METAL
d
SENSOR CAPACITIVO
CONSTITUIÍDO POR UM CIRCUITO ELETRÔNICO SENSÍVEL ÀS 
ALTERAÇÕES DO CAMPO ELÉTRICO PRODUZIDO POR UM 
CAPACITOR INTERNO.
TAIS ALTERAÇÕES SE FAZEM POR QUAISQUER MATERIAIS 
NÃO GASOSOS QUE ESTEJAM PRÓXIMOS.
A ALTERAÇÃO DO CAMPO COMUTARÁ A SAÍDA DE SINAL
PERCEBEM PORTANTO A APROXIMAÇÃO DE QUALQUER 
MATERIAL.
SENSOR CAPACITIVO
SENSOR NÃO ATUADO PLÁSTICO
SENSOR ATUADO PLÁSTICO
SENSOR ATUADO METAL
d
SENSOR CAPACITIVO
LÍQUIDO
SENSOR NÃO ATUADO
LÍQUIDO
SENSOR ATUADO
SENSOR ÓPTICO
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SENSOR ÓPTICO
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SENSOR ÓPTICO
SENSOR ATUADO PLÁSTICO FONTE DE LUZ
SENSOR NÃO-ATUADO PLÁSTICO FONTE DE LUZ
BARREIRA
SENSOR ÓPTICO
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William
Nota
feixe
SENSOR ÓPTICO
REFLEXIVO
SENSOR ATUADO
ESPELHO
ESPELHO
ESPELHO
SENSOR NÃO ATUADO
SENSOR NÃO ATUADO
SENSOR ÓPTICO
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REFLEXIVO POR DIFUSÃO
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William
Nota
feixe
William
Nota
Possua um mínimo de reflexividade
SENSOR ÓPTICO
REFLEXIVO POR DIFUSÃO
SENSOR NÃO ATUADO
SENSOR ATUADO
FORMAS DE LIGAÇÃO
A DOIS FIOS
CARGA
GERADOR/ 
FONTE
FORMAS DE LIGAÇÃO
GERADOR/ 
FONTE
CARGA
GERADOR/ 
FONTE
A TRÊS FIOS (SEMPRE CC)
PNP
CARGA
NPN
+
-
+
-
saída
saída
+
-
+
-
Parte 2
Sensores de Pressão
� Transdutores de Pressão
� Pressostato
Os transdutores elétricos de pressão são dispositivos que convertem 
os valores de pressão em grandezas elétricas que são utilizadas, local 
ou remotamente, para leitura e/ou controle de processos. São 
diversos os modelos, deles tem-se:
Transdutor Potenciométrico
Transdutor Capacitivo
Transdutor de Deformação
Transdutor Ótico
Transdutor Indutivo
Transdutor Piezelétrico
Transdutor de Fio Ressonante
TRANSDUTORES DE PRESSÃO
TRANSDUTORES DE PRESSÃO
Transdutores Potenciométrico
Mecanismos simples que operam 
através do movimento de um fole (ou 
tubo de Bourdon) acionando um 
potenciômetro que converte os valores 
de pressão em valores de resistência 
elétrica.
Em geral são usados para pressões de 
0,035 a 70 MPa.
TRANSDUTORES DE PRESSÃO
Transdutores Capacitivos
O diafragma funciona como armadura 
comum de dois capacitores em série. 
O deslocamento do diafragma devido à
variação de pressão resulta em 
aumento da capacitância de um e 
diminuição de outro. 
O circuito oscilador pode detectar essa 
variação.
TRANSDUTORES DE PRESSÃO
Transdutores de Deformação
O transdutor de deformação usa um 
sensor tipo “strain gage” para indicar a 
deformação do diafragma provocada 
pela pressão.
Pode medir pressão diferencial 
conforme esquema simplificado da 
figura ou ter construção singela, para 
apenas uma entrada.
TRANSDUTORES DE PRESSÃO
Transdutores Ópticos
O anteparo conectado ao diafragma 
aumenta ou diminui a intensidade de 
luz, emitida por uma fonte (led), que 
um fotodiodo recebe. E um circuito 
eletrônico completa o dispositivo.
Em geral, há um segundo fotodiodo 
que serve de referência para 
compensar variações da luminosidade 
da fonte com o tempo.
TRANSDUTORES DE PRESSÃO
Transdutores Indutivos
O núcleo de um transformador se 
move de acordo com a pressão sobre o 
diafragma.
Supondo uma situação inicial 
simétrica, se uma tensão alternada é
aplicada no primário, a tensão de saída 
será nula porque os secundários estão 
ligados em oposição. O desequilíbrio 
provocado pelo movimento do 
diafragma aumenta a tensão em um 
secundário e diminui no outro e o 
circuito transforma isso em sinal 
correspondente à pressão.
Esse tipo de transformador é
denominado de transformador 
linear diferencial e variável 
(“Linear Variable Differential
Transformer” – LVDT).
A estabilidade térmica é boa, 
mas são sensíveis a campos 
magnéticos e a vibrações.
TRANSDUTORES DE PRESSÃO
Transdutores Piezelétrico
Usam o efeito piezelétrico para gerar o 
sinal elétrico. Estes transdutores são 
sensíveis a variações de temperatura e 
a instalação requer cuidados especiais.
Obs.: Se o circuito processa apenas a 
tensão gerada devido ao efeito 
piezelétrico, o dispositivo registra 
apenas variações de pressão, pois a 
tensão cai rapidamente em condições 
estáticas. Isso pode ser muito útil em 
algumas aplicações. Mas há circuitos 
que detectam a freqüência de 
ressonância do cristal e, portanto, 
podem medir pressões estáticas.
TRANSDUTORES DE PRESSÃO
Transdutores de Fio Ressonante
O fio metálico, com uma extremidade 
presa no diafragma, é mantido sob 
tensão pelo efeito de uma mola.
Um deslocamento do diafragma varia a 
tensão no fio e, por conseqüência, suafreqüência de ressonância. Uma 
bobina próxima e um circuito 
apropriado detectam a variação e a 
convertem em sinal elétrico.
Têm alguma 
sensibilidade a 
variações de 
temperatura, a vibrações 
e a choques.
A saída não é linear e 
deve ser compensada 
pelo circuito.
William
Nota
pelo circuitonull
PRESSOSTATOS
Os pressostatos são utilizados para monitorar e controlar pressão 
de meios líquidos ou gasosos e são empregados em um amplo 
campo de aplicação.
O pressostato é um dispositivo eletromecânico que recebe um sinal 
de pressão e o compara com sua escala interna (diferencial de 
pressão). Após esta comparação, efetua a ação de ligar ou desligar 
o seu relê interno. Podem ser divididos em duas categorias em 
função de sua aplicação:
� Controle;
� Proteção.
PRESSOSTATOS
O funcionamento dos contatos elétricos dos pressostatos de baixa, 
de alta e conjugados de alta e baixa, obedecem ao movimento do 
fole, que expande de acordo com a pressão. Assim os contatos 
elétricos modificam o seu estado dependendo do movimento do fole.
Os pressostatos podem ter dois tipos básicos de contatos:
SPDT - Single Pole Double Throw – que significa, entrada comum 
e saída dupla.
SPST - Single Pole Single Throw – que significa, entrada comum 
e saída única.
Com o aumento da pressão, o pressostato se move no sentido de 
fechar o contato 1 com 4. (ver ilustração). Quando a pressão diminui 
a situação contrária ocorre.
William
Nota
simples
William
Nota
simples
William
Nota
simples
PRESSOSTATOS
Aplicações usuais:
Para efetuar o controle de On/Off de um compressor (pressostato
aplicado no lado de baixa pressão);
Como atuadores do controle de capacidade em compressores 
efetuando a parada do próprio compressor ou de estágios de 
capacidade deste equipamento;
Para controlar a operação do ventilador do condensador 
(pressostato aplicado no lado de alta pressão);
Para fazer o recolhimento de líquido refrigerante (Pump Down
Control)
Pressostados para Controle
PRESSOSTATOS
Como proteção, os pressostatos desempenham uma função importante 
no processo do sistema, pois são responsáveis por efetuar a parada do 
sistema caso ocorra alguma irregularidade devido a alta ou baixa
pressão.
Modo de Aplicação (com ou sem alarme):
� Aplicados na sucção (baixa pressão): podem efetuar a parada 
do circuito em função de uma perda parcial ou total de fluido 
refrigerante no sistema.
� Aplicados na descarga (alta pressão): devem evitar que o 
circuito atinja pressões perigosas em vasos de pressão tais 
como separadores de óleo, tanques de líquido e 
condensadores. 
Pressostados para Proteção
PRESSOSTATOS
Suas características principais são:
� Uma tomada de pressão;
� Escala de trabalho e diferencial ajustável;
� Relê elétrico tipo SPDT – polo simples e duplo acionamento;
� (Baixa) Faixa de pressão: –0.5 a 7 bar (-0.05 a 0.7 MPa).
� (Alta) Faixa de pressão: 7 a 400 bar (0.7 a 40 MPa), podem 
suportar até uma sobrepressão de 600 bar (60 MPa).
Pressostados para Alta ou Baixa Pressão
PRESSOSTATOS
Este tipo de pressostato combina as funções de controle de alta e baixa 
pressão em um único equipamento.
Suas características principais são:
� 2 Tomadas de pressão;
� Escala de trabalho e diferencial ajustável;
� Relê elétrico tipo SPDT – polo simples e duplo acionamento;
� Faixa de pressão: Baixa ���� 0.5 a 7 bar (-0.05 a 0.7 MPa)
Alta ���� 7 a 400 bar (0.7 a 40 MPa);
� Relês internos separados para a baixa e alta pressão. Isto torna 
possível a sinalização de alarmes separados para alta e baixa 
pressão mesmo utilizando uma peça conjugada;
Pressostados Conjugados
PRESSOSTATOS
Algumas aplicações:
� Utilizado para efetuar a parada do compressor devido a 
lubrificação inadequada;
� Verificação da perda de carga em filtros de linha de líquido / 
sucção / óleo.
O pressostato de óleo é sempre utilizado em compressores com 
lubrificação forçada, verificando a pressão diferencial da bomba de 
óleo. Para isto, admite duas tomadas de pressão: uma de baixa 
pressão (LP) e a outra de alta pressão (HP). O lado HP é conectado na 
saída da bomba de óleo e o lado de baixa na sucção da bomba ou no 
cárter do compressor.
Pressostados Diferencial
PRESSOSTATOS
Um pressostato ainda pode ter outras duas características:
� Podem ser com rearme manual (indicado para função de 
proteção); ou
� Podem ser com rearme automático (indicado para função de 
controle).
Obs.: O rearme manual obriga o operador a, antes de efetuar o rearme, 
verificar qual foi o motivo de seu desarme.
PRESSOSTATOS
PRESSOSTATOS
PRESSOSTATOS
PRESSOSTATOS
PRESSOSTATOS
Acessórios
PRESSOSTATOS
AcessóriosVálvula de controle de Pressão

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