TRABALHO SENSORES

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Sensor Indutivo : O que é e como funciona
Nos sistemas de automação, os sensores desempenham um papel fundamental. São responsáveis pela conversão de uma grandeza física para um sinal elétrico, que pode ser compreendido pelo controlador lógico programável (CLP). Dentre os inúmeros tipos de sensores com diferentes funções, existe o sensor indutivo. Este tipo de sensor apresenta a capacidade de detectar objetos metálicos em pequenas distâncias. Sendo, portanto, definido como um sensor de proximidade.
Figura 1. sensor indutivo
O sensor indutivo possui algumas características que tornam seu uso uma opção muito viável e vantajosa na aplicação em sistemas industriais. Por não possuírem partes móveis, o sensor indutivo possue uma vida útil prolongada em relação aos sensores fim de curso que utilizam contatos mecânicos. Adicionalmente, são componentes muito bem vedados e que podem trabalhar em ambientes com poeira (não metálica) e até mesmo em contato com líquidos. E apesar da pequena distância de detecção, apresenta ótima precisão e, portanto, repetibilidade em medições de proximidade.
1 – Princípio de funcionamento do sensor indutivo
O sensor indutivo é composto por um núcleo de ferrite envolto por uma bobina, um circuito oscilador e, por fim, um circuito disparador em conjunto com um amplificador (Disparador de Schmitt). Como apresentado na figura2.
Figura 2. Esquema de funcionamento do sensor indutivo.
O princípio de funcionamento do sensor indutivo se dá a partir do um campo eletromagnético variável que é gerado pelo oscilador em conjunto com a bobina na extremidade do dispositivo. Quando um material metálico penetra este campo, são induzidas pequenas correntes parasitas. Com a indução no metal, ocorre uma diminuição na energia do campo e, consequentemente na amplitude do sinal proveniente do oscilador. Quando este sinal se torna muito baixo, o circuito de disparo percebe a mudança e altera a tensão de saída. Fornecendo uma resposta lógica, de nível alto ou baixo, que pode ser utilizada no controle do processo.
2 – Categorias de sensor indutivo
Ao escolher um sensor indutivo, devem ser levados em conta alguns aspectos construtivos. Dentre os sensores de indução disponíveis no mercado, podem ser encontrados os que possuem tensão de saída em nível contínuo (CC) ou alternado (CA). Os sensores indutivos de saída CC possuem modelos de dois, três ou quatro fios. Enquanto os sensores CA apresentam somente dois fios, sendo sua alimentação feita em sequência com a carga.
Adicionalmente, o chaveamento do sensor CC pode ser normalmente aberto (NA) ou normalmente fechado (NF), que deve ser escolhido de acordo com a necessidade do projeto. Em alguns modelos, mais especificamente nos modelos CC de três ou quatro fios, os transistores utilizados no circuito amplificador podem ser do tipo PNP ou NPN. Portanto, se o sensor possuir característica PNP, o potencial positivo será ligado e, caso seja NPN, a ligação deverá ser feita pelo fio de potencial negativo.
Quanto aos perfis destes sensores, há dois principais formatos diferentes. Os sensores tubulares (cilíndricos) e os sensores retangulares. As dimensões dos sensores indutivos cilíndricos variam em torno de 3 a 40 mm de diâmetro. Podendo, ou não, possuir rosca externa para a fixação.  Já os do tipo dito retangular são encapsulados em dimensões e formatos que diversificados, de acordo com os fabricantes.
A distância de detecção que um sensor indutivo pode apresentar também pode variar de 1,5 mm até cerca de 120 mm no caso de sensores indutivos especiais para longas distâncias.
Quanto à forma de conexão dos sensores indutivos, esta pode ser feita por meio de cabos, conectores, pinos ou terminais parafusados. De acordo com as características de montagem do sensor.
Sensor Capacitivo : O que é e como funciona?
Neste artigo, abordaremos o funcionamento, vantagens e desvantagens do sensor capacitivo ou sensordetector de proximidade de efeito capacitivo. Este tipo de sensor permite a detecção sem contato e a medição linear de pequenos deslocamentos, da ordem de aproximadamente zero até três centímetros com uma resolução que pode chegar à nanométrica.
Figura 1. sensor capacitivo ou de proximidade capacitivo.
Embora apresente a mesma função principal, o sensor capacitivo possui algumas características diferentes em relação aos sensores de proximidade que operam a partir de corrente parasita, tais como os sensores indutivos.
1 – Funcionamento e construção do sensor capacitivo
Antes de entender o funcionamento de um sensor capacitivo, são necessárias algumas definições. Capacitância é a capacidade de um material de armazenar carga elétrica. No campo da eletrônica, este princípio é geralmente associado ao dispositivo armazenador de energia chamado capacitor.
Figura 2. Representação de um capacitor de placas paralelas.
Para melhor entendimento, considere um capacitor de placas paralelas. Este tipo de capacitor possui duas placas de material condutor posicionadas paralelamente e, entre elas, existe um material isolante (dielétrico). O valor da capacitância mútua é proporcional ao índice de permissividade do material dielétrico, que é uma propriedade do material, e à área “A” das placas. E é inversamente proporcional à distância “D” entre as superfícies.
O sensor capacitivo opera de forma similar ao capacitor. No entanto a capacitância do sensor é variável de acordo com a distância entre a superfície de leitura do sensor e o material a ser detectado. Também podem ocorrer mudanças na capacitância do sensor pela captação de material condutivo ou dielétrico. A alteração da capacitância por fim representa uma variação no sinal elétrico emitido pelo dispositivo.
2 – Sensores de proximidade: sensor capacitivo X sensor indutivo.
Nas aplicações industriais, existem casos em que o sensor capacitivo leva vantagem. Em outros casos, os sensores de indução oferecem maiores vantagens. E existem situações em que as demais categorias de sensores, como os ópticos ou ultrassônicos, podem suprir melhor a necessidade do projeto por possuírem maior alcance.
Considerando o efeito de campo elétrico do sensor capacitivo e o efeito de campo magnético do sensor indutivo, diversas diferenças de operação são notáveis. A tabela 1 apresenta uma análise comparativa entre as duas famílias de sensores de acordo com determinados fatores de operação.
Tabela 1. Comparação resumida entre as categorias de sensor capacitivo e indutivos.
De acordo com a tabela 1 é possível verificar que, em determinadas situações, a escolha do sensor capacitivo é mais adequada. Como por exemplo, situações em que é necessária a instalação de sensores lado a lado ou em embutidos partes metálicas, onde o campo magnético do sensor indutivo pode causar maior interferência.  Além de detectar também materiais não condutores.
Por outro lado, os sensores indutivos possuem melhor alcance e permitem melhor operação sujeita a poeira e sujeira. Visto que possuem uma vedação muito boa além de não captar os materiais não condutores.
Clique aqui para maiores informações sobre os sensores indutivos
3 – Aplicações do Sensor Capacitivo
Devido a sua alta precisão, boa parte das aplicações destes sensores tem relação com a medição de precisão. Algumas destas aplicações específicas dos sensores capacitivos estão listadas abaixo:
Medição de posicionamento com alta precisão:
Medição de espessura:
Testes de linha de produção/verificação de uniformidade nas dimensões dos mecanismos produzidos.
Identificação da composição de certos materiais de diferentes permissividades.
Aplicações gerais de sensores: Chave fim de curso sem contato, contador, entre outras funções.
Portanto, conclui-se que o sensor capacitivo é muito útil quando uma resolução alta é necessária. Além de possuir funções que complementam certas limitações dos sensores indutivos e vice-versa.
10 Aplicações Para o Sensor Ultrassonico na Indústria
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Osensor ultrassonico é um dispositivo muito utilizado na indústria para medição de distância e detecção de posição de materiais granulados, materiais em pó e fluidos.
O grande diferencial deste tipo de sensor é que ele pode medir variáveis como enchimento, curvatura e altura sem a necessidade de contato. Pode também funcionar como contador de objetos e monitorar a presença dos mesmos. Outro ponto positivo é que o sensor ultrassônico opera independentemente do acabamento superficial ou da cor do produto. A transparência, poeira, sujeira ou vapor não representam problemas e podemos afirmar que tudo que reflete o som pode ser detectado e consequentemente medido a distância. Podem medir distâncias que variam de 20mm a 20 metros com erro de medição de 1% do valor medido. Assim podemos perceber o quanto o sensor ultrassônico é preciso e confiável.
Veja um vídeo mostrando como funciona o Sensor Ultrassonico:
10 Aplicações para o Sensor Ultrassônico
	Aplicação
	Descrição
	 
	1 – Detecção de objeto
Imagine uma linha em que você precisa classificar produtos de diferentes alturas ou até mesmo monitorar se falta algum produto dentro da embalagem. O sensor ultrassônico é ideal para estes tipos de aplicações.
	
	2 – Rompimento de fio
O sensor ultrassonico é muito bom para detectar a presença do fio na operação de bobinamento e desbobinamento de cabos de aço e consequentemente para a detecção de rompimento de fios.
	
	3 – Verificação de presença
Algumas aplicações necessitam de detecção de presença ou não de produtos em caixas ou em pallets. O sensor ultrassonico pode ser utilizado a fim de garantir a quantidade correta de produtos que devem ser embalados e consequentemente enviados aos clientes.
	
	4 – Posicionamento
chapas metálicas ou outras superficies planas são facilmente detectáveis pelo sensor ultrassonico. Vale lembrar que independe de cor ou rugosidade.
	
	5 – Detecção de pessoas
Pode ser utilizado para a detecção da presença ou não de pessoas em ambientes abertos ou fechados.
	
	6 – Detecção de altura de pilha
O sensor ultrassônico mede com precisão a altura de pilhas de tijolos,  chapas de madeira, lâminas de vidro ou chapas de plástico colorido, assim como qualquer pilha de produto que haja a necessidade de tal finalidade.
	
	7 – Monitoramento de quebra de folha
Muitas aplicações em indústrias de celulose a alumínio requerem o monitoramento de quebra de folhas. Nestes casos, o sensor ultrassonico torna-se uma boa opção, mesmo em processos que possuem ondulações de folha, onde podemos aplicar o ultrassonico juntamente com um sensor refletor difuso.
	
	8 – Medição de altura e largura
Podemos fazer combinações de sensores ultrassonicos para medir largura, altura e comprimento, permitindo medições tridimensionais a fim de garantir a qualidade do produto.
	
	9 – Monitoramento de nível de enchimento
Vários processos precisam de medição de nível sem contato com o produto. Sendo assim, os sensores ultrassônicos são ideais para todo tipo de material a granel (por exemplo, areia, cascalho, carvão, grãos) em silos, depósitos ou demais recipientes incluindo produtos líquidos de diversos tipos.
	
	10 – Posicionamento de dispositivos robóticos
Devido às suas pequenas dimensões, o sensor ultrassonico é ideal para o posicionamento preciso de braços robóticos nas mais diversas aplicações.
 
Parte inferior do formulário
 
Outros Exemplos de Aplicação do Sensor Ultrassônico
Abaixo, temos outras aplicações ilustradas para o sensor utrassonico:
 
Medição de nível de enchimentoem recipientes estreitos
onde estes são enchidos com líquido ou com um meio sólido. No exemplo da Figura, temos recipientes localizados em mesas giratórias indexadoras e cada vez que um recipiente passa embaixo do sensor, o mesmo mede e registra o nível
 
 
inspeção de Embalagens
Um exemplo em que vários sensores ultrassônicos monitoram simultaneamente
as embalagens para checar se estão completas.
Superfícies reflexivas, transparentes ou com diferentes
cores são detectadas de modo confiável. A interferência entre sensores é retirada com a multiplexação entre eles.
 
 
Monitoramento de Embalagens
O sensor ultrassonico monitora de forma confiável a vedação adequada de embalagens, assegurando assim uma qualidade uniforme.
Veja na Figura que qualquer diferença de abertura ou fechamento de embalagem pode ser detectado.
 
 
Controle de ondulação de folha e monitoramento do diâmetro de rolo
Usando um sensor ultrassônico com saída analógica, o material, em rolo ou em bobina, é detectado e o
acionamento ou o freio do rolo é acionado. Outro sensor com saída analógica ajusta a alimentação de material no rolo, em função do tensionamento da folha.
 
Monitoramento de nível de enchimento de silos
O nível de enchimento de materiais a granel em um recipiente é detectado por meio de medição contínua, usando sensores ultrassônicos. Opcionalmente, o nível de enchimento pode ser transmitido por um sinal analógico ou por meio de dois sinais digitais – como valor mínimo/máximo.
Alguns exemplos de materiais que podem ser medidos com o sensor ultrassonico são:
Areia,
Cascalho,
Carvão,
Grãos,
Ração Animal,
Líquidos
 
 
 
Além dos sensores ultrassonicos utilizados na indústria, hoje se vê muito o sensores para arduino em diversas aplicações, tanto para estudo quanto implementações gerais servindo para tanto para medir distâncias quanto detectar presenças de objetos.
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INTRODUÇÃO
Sensor óptico de barreira
O emissor e o receptor encontram-se montados em invólucros separados, sendo necessário o alinhamento dos mesmos para colocar o sensor em condições de operar. A luz originária do emissor atinge o receptor formando uma barreira de luz entre os componentes. A barreira ao ser interpretado, aciona o sensor. Esses sensores são apropriados para grandes distancias de suas próprias características.
SUMÁRIO
CONCEITOS DE SENSORES OPTICOS
SISTEMA DE SENSOR OPTICO DE BARREIRA
PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO
ESQUEMA ELÉTRICO DO SENSOR
APLICAÇÕES
TIPOS DE SENSORES OPITCOS DE BARREIA
VANTAGENS E DESVANTAGENS
CONCLUSÃO
CONCEITOS
O que é Sensor Óptico?
Os sensores são dispositivos capazes de detectar movimentos e ações que ocorrem em processos e projetos eletro-eletrônicos. Os sensores ópticos, emulam basicamente a visão, são fabricados segundo a tecnologia da emissão e recepção de irradiação infravermelha. De modo geral, apresentam uma vida útil praticamente infinita, e são mais precisos quando comparados a outros tipos de sensores. O princípio de funcionamento geral de um sensor óptico, consiste na colocação de emissores e receptores de luz.
Os sensores ópticos podem ser divididos em dois tipos, os infravermelhos ativos e os passivos. Dentre os ativos, podemos caracterizar três grupos principais, de acordo com o seu funcionamento:
Os sensores ópticos podem ser divididos em dois tipos, os infravermelhos ativos e os passivos. Dentre os ativos, podemos caracterizar três grupos principais, de acordo com o seu funcionamento:
• Sistema por Barreira (ópticas alinhadas);
• Sistema por Difusão;
• Sistema por Reflexão.
Um sensor é dito ativo quando este possui um emissor e um receptor que detecta esta onda.
Os sensores são ditos passivos quando estes possuem apenas receptores, ou seja, eles não emitem ondas infravermelhas, apenas detectam a movimentação destas nas suas áreas de atuação.
SISTEMA DE BARREIRAS
O transmissor e o receptor estão em unidades distintas e devem ser dispostos em frente ao outro, de modo que o receptor possa constantemente receber a luz do transmissor. O acionamento da saída ocorrerá quando o objeto a ser detectado, interromper o feixe de luz.
A distância máxima sensora nominal, informada pelo fabricante, para o sistema é especificada como sendo a máxima distância entre o transmissor e o receptor, o que não impede o conjunto de operar com distânciasmenores.
Quando um objeto possui dimensões menores as mínimas recomendadas pelo fabricante, o feixe de luz contorna o objeto e atinge o receptor, que não acusa o acionamento.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO DE SENSOR OPTICO DE BARREIRA
ESQUEMA ELÉTRICO DO SENSOR DE BARREIRA INFRAVERMELHA
APLICAÇÕES
A cada dia, a indústria como um todo vem empregando um maior número de sensores ópticos, devido principalmente a alta precisão, alta confiabilidade e a redução de custos, além de uma vida útil enorme dos mesmos.
APLICAÇÕES
TIPOS DE SENSORES OPTICOS DE BARREIRA
VANTAGENS E DESVANTAGENS
Vantagens
• Podem detectar pequenos objetos a longas distâncias;
• Os objetos podem ser opacos ou pouco translúcidos;
• Devido à sua habilidade de detectar através de ambientes sujos, como pó, óleo, entre outros, esses sensores fornecem grande confiabilidade e necessitam de pouca manutenção.
Desvantagens
• Mais caro, devido à exigência de emissor e receptor em separado;
• Necessita de duas conexões elétricas separadas;
• O alinhamento do feixe de luz emissor-receptor torna-se muito importante;
• Não detecta objetos completamente transparentes.
CONCLUSÃO
Este trabalho teve como intuito, apresentar o sensor óptico de barreira, explicando seu conceitos, funcionamento, esquemas elétricos, tipos, aplicações e casos práticos com sua utilização.
Sensores Indutivos Funcionamento e Utilização[editar | editar código-fonte]
Esses dispositivos exploram o princípio da impedância de uma bobina de indução, que ao conduzir uma corrente alternada tem esta alterada quando um objeto metálico ou corrente elétrica é posicionado dentro do fluxo do campo magnético radiante.
Isso ocorre pois o objeto absorve parte do campo magnético essa variação é detectada pelo circuito do sensor que produz um sinal de saída, podendo ser a atuação de um contato NA ou NF para corrente alternada ou contínua, um transistor ou ainda um sinal variável de tensão ou de corrente (saída analógica).
Partes de um sensor Indutivo[editar | editar código-fonte]
Um sensor indutivo é composto por quatro partes sendo:
Um oscilador verifica as mudanças de corrente contínua (DC) para corrente alternada (AC).
Um núcleo de ferro envolto em fios ou em uma bobina cria um campo magnético que será afetado pela presença de metal.
Os dispositivos de sensoriamento monitoram o circuito do campo magnético e as mudanças de campo causadas por metais passando nas proximidades.
Um processador de saída leva a informação ao circuito do sensor e envia um sinal para outros equipamentos.
Aplicações para sensores indutivos[editar | editar código-fonte]
Foram introduzidos no mercado em meados de 1960, geralmente aplicados para a substituição de chaves-fim-de-curso pois não requerem contato físico para atuar. esse fator proporciona uma maior durabilidade, segurança e velocidade de trabalho do equipamento.
Possuem grande aplicação também na indústria para sendo utilizados em máquinas para contar peças, medir velocidade, detectar materiais de baixa resistência mecânica, entre muitas outras aplicações.