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03 SENSORES

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SENSORES 
Aula dia 03/03/2015 
1 
SENSORES 
• Sensor é um dispositivo que converte uma 
variável física de uma forma em outra mais 
útil para a aplicação; 
• Possibilita a conversão de uma variável física 
em elétrica; 
2 
SENDORES 
• Classificação dos sensores conforme o 
estímulo: 
 CATEGORIA DE ESTÍMULO EXEMPLO DE VARIÁVEIS FÍSICAS 
Mecânico Posição, velocidade, aceleração, 
torque 
Elétrico Tensão, corrente, condutividade, 
capacitância 
Térmico Temperatura, calor, fluxo de calor 
Radiação Raio gama, raio x, luz visível, 
Magnético Campo magnético, fluxo, 
permeabilidade 
Químico Níveis de pH, concentração, 
poluentes. 3 
TIPOS DE SENSORES 
• Sensores analógicos 
– Produz um sinal analógico continuo como um sinal 
elétrico; 
– O sinal elétrico varia conforme a variável medida; 
• Sensores discretos 
– Possui uma saída binária – 0 ou 1; 
– Sensores fotoelétricos, interruptores; 
• Sensores ativos ou passivos 
• Responde a estímulos sem a necessidade de energia 
externa - Termopar; 
• Sensores passivo requer uma fonte externa de energia 
para operar - Termistor; 
4 
• Assim chamados por apresentar resistência padronizada de 
100Ω e 120 Ω, respectivamente, a 0°C; 
• Estes metais apresentam as seguintes características: 
• Alta resistividade, permitindo assim uma melhor 
sensibilidade do sensor; 
• Alto coeficiente de variação de resistência com 
a temperatura; 
• Baixo custo. 
PT100 e Ni120 
5 
SENSORES DE TEMPERATURA 
• Dois metais dissimilares unidos em uma junção, chamada de junta 
quente, geram uma força eletromotriz, de alguns milivolts, na outra 
extremidade submetida a uma temperatura diferente da primeira 
junção 
Termopares 
6 
SENSORES 
7 
MEDIDOR DE NÍVEL ULTRASSÔNICO 
• Ultrassom – A vibração de um dispositivo causa vibração nos objetos 
existentes nas proximidades. Esta transferência de vibração, ou 
movimento através de um meio, é conhecida como som; 
• O som se propaga em forma de onda, com frequência e velocidade 
características e que são constantes em um determinado meio; 
• A velocidade de propagação do som depende do meio em que a onda 
sonora está se propagando; 
• O ultrassom é uma conda sonora (onda mecânica) cuja frequência de 
oscilação é maior do aquela sensível ao ouvido humano, isto é, acima de 
20 kHz, a frequência usualmente utilizada nesse instrumento é de 
26,5kHz; 
VIDEO 
Funcionamento: 
• Utilizmam um elemento primário mecânico elástico, combinado 
com um transdutor elétrico, que gera um sinal elétrico 
padronizado, correspondente à pressão medida; 
• O elemento primário mecânico elástico, é conectado ao processo, 
e se movimenta em função da pressão do processo aplicada sobre 
ele; 
• Este movimento é enviado ao tansdutor elétrico do transmissor, 
através de um sistema adequado, que o converte em um sinal 
eletrônica padronizado de saída; 
8 
MEDIDOR DE PRESSÃO 
• As pressões P1 e P2 são aplicadas sobre dois diafragmas isoladores que 
transmitirão através de um líquido de enchimento (dielétrico) a pressão 
diferencial ao diafragma sensor; 
Célula de 
Pressão 
diferencial 
capacitiva 
• A alteração da distância 
relativa entre as placas 
provoca a alteração da 
capacitância que é 
conectada a circuitos 
eletrônicos responsáveis 
pela conversão em sinal 
analógico; 
MEDIDOR DE PRESSÃO CAPACITIVO 
9 
INSTRUMENTOS DE CAMPO 
INSTRUMENTAÇÃO 
10 
CELULA CAPACITIVA 
11 
MEDIDOR DE NÍVEL DO TIPO PRESSÃO 
DIFERENCIAL 
• No caso, de medição de nível utilizando-se dispositivos do tipo pressão 
diferencial, mede-se a pressão da coluna líquida, desenvolvida pelo 
líquido confinado dentro do equipamento cujo nível se deseja medir. A 
medição da coluna líquida (hidrostática) é feita utilizando-se transmissor 
de pressão diferencial, conectando-se as tomadas do instrumento 
diretamente ao equipamento cujo nível se deseja medir 
• Altura da coluna de líquido (Nível) =
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑅𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑑𝑜 𝐿í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
 
VIDEO 
A pressão diferencial é produzida por vários tipos de elementos 
primários colocados na tubulação de forma tal que o fluído passe 
através deles. 
MEDIDOR DE VAZÃO POR ELEMENTOS 
DEPRIMOGÊNIOS 
12 
A sua função é aumentar a velocidade do fluido diminuindo a área de 
seção em um pequeno comprimento para haver uma queda de 
pressão. 
MEDIDOR DE VAZÃO POR ELEMENTOS 
DEPRIMOGÊNIOS 
13 
A vazão pode ser medida a 
partir desta queda de 
pressão. 
O vídeo a seguir mostra melhor o princípio de 
medição da vazão por pressão diferencial: 
MEDIDOR DE VAZÃO POR ELEMENTOS 
DEPRIMOGÊNIOS 
14 
VIDEO A SEGUIR. 
TRANSMISSOR 
• São instrumentos que detectam as variações na 
variável medida/controlada através do respectivo 
elemento primário e transmitem-na a distância o 
elemento primário pode ou não estar integrado 
ao transmissor; 
• Tipos de sinais: 
– Pneumático – 3 a 15 PSI; 
– Elétrico – 4 a 20 mA; 
– Digital – utiliza protocolos de comunicação (Profibus, 
Fieldbus, ASi) 
15 
manométrico 
diferencial flangeado 
flangeado 
com selo 
remoto 
16 
INSTRUMENTOS DE CAMPO 
Fotos de Transmissores 
ATUADORES 
• Dispositivo de hardware que converte um sinal elétrico 
de comando do controlador em uma mudança em um 
parâmetro físico; 
• Tipos: 
• Elétrico – utiliza energia elétrica como força 
propulsora; 
• Hidráulico – Utiliza fluido como força propulsora; 
• Pneumático – utiliza ar comprimido como força 
propulsora; 
• Podem ser lineares (deslocamento linear) ou 
rotacionais (deslocamento angular) 
17 
INSTRUMENTAÇÃO 
• Atuador Pneumático 
mais válvula; 
18 
• Dispositivo que atua diretamente no processo para modificar o valor da 
variável manipulada de uma malha de controle; 
• Possui um atuador trabalhando em conjunto; 
 EXEMPLOS: 
- Válvula de Controle de Temperatura – TCV 
 (Controla a Vazão de Vapor para um Trocador de Calor) 
- Inversor de Frequência em uma Bomba - LCZ 
 (Controle de Nível) 
- Inversor de Frequência em uma Bomba - FCZ 
 (Controle de Vazão) 
19 
ELEMENTO FINAL DE CONTROLE 
Válvula de 
controle 
Mark One 
20 
INSTRUMENTOS DE CAMPO 
Elemento Final de 
Controle

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