Aula 2b Sensores 2015

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Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 
Automação Industrial 
AULA 05: Sensores e atuadores (continuação) 
OBJETIVO: 
Apresentar os sensores e atuadores mais 
utilizados nos projetos de automação.. 
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Automação Industrial 
A pirâmide de automação 
Nível 1: 
Nível 2: 
Nível 3: 
Nível 4: 
Nível 5: 
Dispositivos de campo, sensores e atuadores 
Controle 
Gerenciamento de “planta” 
Gerenciamento 
 corporativo 
Supervisão 
Sensores digitais e analógicos 
Atuadores (válvulas, cilindros, 
inversores de frenquência, servo 
motores ) 
• 3 a 15 P.S.I 
 
• 0 a 20 mA 
 
• 4 a 20 mA 
 
• Protocolo Hart 
 
• Profibus PA 
 
• Fieldbus Foundation 
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Automação Industrial 
Sensores analógicos: padrões de comunicação 
Capacitância variável com a pressão. 
Posição do diafragma quando P1 = P2 
Diafragma sensor 
Placas fixas dos capacitores CH e CL 
L H 
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Sensores analógicos: célula capacitiva 
Transmissores são instrumentos 
que tem a função de condicionar 
o sinal medido por um transdutor 
a um sinal padrão para 
transmissão. 
 
O transdutor pode ou não estar 
incluso no transmissor. 
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Sensores analógicos: o transmissor 
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Sensores analógicos: transmissor com célula capacitiva 
Instrumento 
 de leitura 
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Sensores analógicos: ligação elétrica do transmissor 
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Sensores analógicos: configuração e calibração do 
transmissor 
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Sensores analógicos: transmissor de pressão diferencial 
2.4.1 Monitoração 
De filtro 
2.4.2 Controle de bomba 
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Sensores analógicos: aplicação do transmissor de 
pressão diferencial 
Medição de nível utilizando um transmissor de pressão diferencial 
Pressão em 1 é máxima 
Nível = 100 % 
Pressão em 1 é mínima 
Nível = 0 % 
1 – Ponto de 
 medição 
Transmissor 
60% 
Pressão atmosférica 
Pressão atmosférica 
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Sensores analógicos: medição de nível 
A pressão manométrica medida é a 
diferença entre a pressão P1 e P2. 
fluido 
fluido 
Pressão 
Atmosférica 
P2 
Pressão 
Interna 
P1 
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Sensores analógicos: medição de pressão 
Placa de orifício 
concêntrica 
PH PL 
V = k √(PH – PL) 
fluido 
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Sensores analógicos: medição de vazão 
Placa de orifício 
concêntrica 
PH PL 
V = k √(PH – PL) 
fluido 
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Sensores analógicos: medição de vazão 
montante 
jusante 
Consideremos dois metais denominados 
genericamente "A" e "B" submetidos à 
mesma diferença de temperatura entre 
suas extremidades. Em cada um deles 
surgirá uma força eletromotriz. 
 
Quando os metais são unidos em uma das 
suas extremidades, uma força 
eletromotriz entre as extremidades 
separadas cujo valor corresponde à 
diferença entre os valores da f.e.m. que 
surge em cada um dos metais. 
 
O termopar é formado por 
termoelementos homogêneos, em que o 
valor da força eletromotriz gerada 
depende somente da diferença de 
temperatura. 
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Sensores analógicos: termopar 
Efeito Seebeck 
Analógico 
Digital 
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Sensores analógicos: termopar 
poço 
cabeçote 
Haste do sensor 
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Sensores analógicos: termopar 
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Sensores analógicos: termopar, código de cores 
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Sensores analógicos: termopar, tabela de conversão 
Saída 
do fluido 
Vapor 
O sinal de temperatura medido 
pelo termopar é convertido 
pelo transmissor e enviado ao 
controlador que atua sobre o 
processo por meio de uma 
válvula de controle. 
Entrada 
do fluido 
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Sensores analógicos: termopar, aplicação 
O princípio de medição de temperatura utilizando termômetros de resistência se 
baseia na variação do valor da resistência elétrica de um condutor metálico em 
função da temperatura. 
R = ρ l 
 A 
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Sensores analógicos: termoresistência 
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Sensores analógicos: termoresistência, tabela de conversão 
Fluido 
Medição de temperatura de fluído. 
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Sensores analógicos: termoresistência, aplicação 
Os transmissores de 
temperatura convertem os 
sinais do termopar (mV) e 
das termoresistências (Ω) em 
um sinal padrão, por 
exemplo: 4 a 20 mA. 
 
Este sinal então, pode ser 
enviado a um controlador, 
indicador ou registrador. 
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Sensores analógicos: transmissores de temperatura 
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ATIVIDADE 3 
Levantar 4 tipos de sensores analógicos utilizados na automação 
industrial que não foram apresentados na listagem da aula de hoje. 
Preencher a tabela abaixo com os mesmos. 
Dispositivo Fabricante Aplicação Site 
Nome: Matrícula 
Os atuadores são os 
elementos responsáveis 
por movimentar válvulas 
e damper`s. 
 
Os atuadores elétricos 
movimento o elemento 
final de controle de 
acordo com o sinal 
recebido de um 
controlador utilizando o 
movimento rotacional do 
eixo do motor elétrico. 
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Atuadores: elétricos 
Os atuadores pneumáticos produzem 
movimento linear ou rotativo utilizando 
ar pressurizado.Prof. Eduardo Bento Pereira Departamento de Engenharia elétrica 1/2012 
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Atuadores: pneumático 
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Atuadores: pneumático com cilindro 
Posição normal Posição acionada 
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Atuadores: válvula carretel 
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Atuadores: eletro-pneumático 
O posionador é o instrumento que converte 
o sinal de controle (pneumático ou elétrico) 
em um valor de posição por meio do 
atuador. 
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Atuadores: eletro-pneumático com posicionador 
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Atuadores: pneumático linear com válvula globo 
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Atuadores: pneumático rotativo acionando uma 
válvula borboleta 
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Atuadores: pneumático de dupla ação 
Válvulas são elementos 
finais de controle utilizados 
para manipular alguma 
variável física do processo . 
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Atuadores: válvulas 
Ar para 
Abrir 
- 
Normal 
 fechada 
Ar para 
Fechar 
- 
Normal 
aberta 
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Atuadores: válvulas e tipo de abertura 
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Atuadores: válvula esfera 
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Atuadores: válvula borboleta 
Os inversores de frequência 
são utilizados para controle 
de velocidade de máquinas 
de indução através da 
variação da frequência. 
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Atuadores: inversor de frequência 
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Atuadores: inversor de frequência 
Diagrama esquemático do circuito de potência 
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Atuadores: inversor de frequência 
Diagrama esquemático do circuito de potência 
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Inversor de frequência 
Aplicação 
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Referências de sites nacionais: 
www.sense.com.br 
www.sick.com.br 
www.metaltex.com.br 
www.siemens.com.br 
www.smar.com.br 
www.schneider.com.br 
www.yokogawa.com.br 
www.emersonprocess.com.br 
www.rockwellautomation.com.br 
www.weg.com.br 
www.novus.com.br 
www.elipse.com.br 
www.softbrasil.com.br 
www.ecil.com.br 
www.consistec.com.br 
www.iope.com.br 
www.altus.com.br 
http://www.contemp.com.br/ 
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Níveis de automação. 
 
 
 
 
 
Obrigado! 
 
 
 
 
“Tudo posso naquEle que me fortalece” Fl 4, 13 
 
Leitura para próxima aula: