Apostila de Automação e Robótica 2

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APOSTILA DE 
SENSORES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
 No estudo da automação em sistemas industriais, comerciais, automobilísticos, 
domésticos, etc., é preciso determinar as condições (ou variáveis) do sistema. É 
necessário obter os valores das variáveis físicas do ambiente a ser monitorado, e este 
é o trabalho dos sensores. Sensores servem para informar um circuito eletrônico a 
respeito de um evento que ocorra externamente, sobre o qual ele deva atuar, ou a 
partir do qual ele deva comandar uma determinada ação. (Daniel Thomazini / Pedro 
Braga). 
Podemos afirmar que todos os sistemas que necessitam de algum tipo de 
controle requerem sensores, para fornecer informações ao controle, ou seja, sensores 
servem para informar um circuito eletrônico a respeito de um evento que ocorra 
externamente, sobre o qual ele deva atuar, ou a partir do qual ele deva comandar 
uma determinada ação. 
 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Definições 
 
 Inicialmente é necessário mostrar a diferenciação entre alguns elementos 
presentes em uma automação de qualquer natureza. Os principais elementos que 
atuam sobre a automação industrial são os sensores e atuadores, pois eles verificam 
e interferem no ambiente controlado. 
 
1.1 – Variáveis 
 
 São fenômenos físicos que chamamos simplesmente de variáveis, por exemplo: 
temperatura, pressão, intensidade luminosa, etc. Cada sistema de medição pode ser 
compreendido em termos do que ele faz, por exemplo: indicar a temperatura ou 
totalizar a vazão ou registrar a pressão de um sistema qualquer. 
 
1.2 – Atuadores 
 
 São dispositivos que modificam uma variável controlada. Recebem um sinal 
proveniente do controlador e agem sobre o sistema controlado . Geralmente trabalham 
com potência elevada. 
Exemplos de alguns atuadores: 
 
 - Válvulas (pneumáticas, hidráulicas); 
 - Relés; 
 - Cilindros (pneumáticos, hidráulicos); 
 - Motores; 
 - Solenóides; 
 - Etc. 
 
1.3 - SENSORES 
 
 Sensores são dispositivos construídos para detectar a presença ou passagem 
de materiais metálicos ou não metálicos, por proximidade ou aproximação, sem contato 
físico. Esta detecção é feita pela face sensora do sensor, que ao serem acionados 
 
ativam as entradas do controlador lógico programável, para automação da planta 
industrial. Os de operação indireta alteram suas propriedades, como a resistência, a 
capacitância ou a indutância, sob ação de uma grandeza, de forma mais ou menos 
proporcional. (SIEMENS). 
Daniel Thomazini e Pedro Braga, definem sensores como dispositivos sensíveis 
a alguma forma de energiado ambiente que pode ser luminosa, térmica, cinética, 
relacionando informações sobre uma grandeza física que precisa ser medida, 
como: temperatura, pressão, velocidade, corrente, aceleração, posição, etc., 
conforme figura abaixo. 
 
 
Como existem sinais analógicos e sinais digitais a serem controlados num 
sistema, os sensores também devem indicar variações de grandezas analógicas e 
digitais. 
 
1.3.1 - Sensor Analógico 
 Esse tipo de sensor pode assumir qualquer valor no seu sinal de saída ao 
longo do tempo,desde que esteja dentro da sua faixa de operação.São informações 
em forma de um sinal elétrico proporcional a grandeza medida. 
 Essas variáveis são mensuradas (medidas) por elementos sensíveis com 
circuitos eletrônicos não digitais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.3.2 – Sensor Digital 
 
 Esse tipo de sensor pode assumir apenas dois valores no seu sinal de saída 
ao longo do tempo, que podem ser interpretados como zero ou um, aberto ou 
fechado. Não existem naturalmente grandezas físicas que assumam esses valores, 
mas eles são assim mostrados ao sistema de controle após serem convertidos 
por um circuito eletrônico (geralmente um comparador). É utilizado, por exemplo, 
na detecção de passagem de objetos, encoders na determinação de distância ou 
velocidade, e tc. 
 
 
 
1.4 - Transdutor 
 
 Transdutor é um dispositivo que converte uma forma de energia em outra forma 
de energia. Na maioria dos casos, consiste em converter energia elétrica num 
deslocamento mecânico ou converter alguma grandeza física não elétrica tal como 
som, temperatura, pressão, velocidade ou luz, numa grandeza elétrica. Com o recurso 
a transdutores podemos utilizar instrumentação eletrônica para medir, modificar e 
melhorar o atual estado tecnológico das aplicações industriais. Muitas vezes os termos 
sensor e transdutor são usados indistintamente. Neste caso, o transdutor é o 
instrumento completo que engloba sensor e todos os circuitos de interface capazes de 
serem utilizados numa aplicação industrial. 
 
 O ALTO FALANTE É UM BOM EXEMPLO DE TRANSDUTOR, POIS 
CONVERTE ENERGIA ELETRICA EM MECANICA DO AR. 
 
 
 
 
2. CONVERSORES ANALÓGICOS DIGITAIS 
 
 É possível converter um sinal analógico em digital e vice-versa por meio dos 
conversores analógico – digital ou digital - analógico. 
 Conversores A/D e D/A são à base de todo o interfaceamento eletrônico entre o 
mundo analógico e o mundo digital. Estão presentes na grande maioria dos 
instrumentos de medida atuais e são os responsáveis pelo aumento significativo nos 
níveis de precisão e exatidão assim como o barateamento e popularização de 
instrumentos de medida digitais. 
 
Exemplo de um conversor A/D 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DOS SENSORES 
 
 Há uma série de características relacionadas aos sensores que devem ser 
levadas em consideração na hora da seleção, escolha do sensor mais indicado para 
uma aplicação. 
 No âmbito industrial, é fundamental uma grande quantidade de características, 
principalmente quando tratamos de automação e instrumentação industrial. Para 
nosso estudo, analisaremos algumas dessas características, de acordo com nosso 
foco. 
 
3.1 - Tipos de Saídas 
 
3.1.1 - Digital 
 
A saída do dispositivo é discreta, ou seja, só assume valores 0 ou 1 lógicos 
(saída on/off). Esse tipo de saída só é capaz de determinar se uma grandeza atingiu 
um valor predeterminado. 
Os sensores com saídas discretas possuem saídas com chaveamento 
eletrônico, e estes podem ser NPN ou PNP. 
 
 Sensores com saída NPN,são utilizados para comutar a carga ao potencial 
positivo. O módulo de saída possui um transistor NPN que conecta a carga à terra. A 
carga é conectada entre a saída do sensor e a tensão de funcionamento positiva 
(VDC). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Moisés
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Esquema Elétrico Esquema Real 
 
 
 
 
 
 
 
Sensores com saída PNP, são utilizados para comutar a carga ao potencial 
negativo. O módulo de saída possui um transistor PNP que conecta a carga à terra. A 
carga é conectada entre a saída do sensor e a tensão de funcionamento negativo (0V). 
 
 
Esquema eletrônico Esquema real 
 
 
 
 
Sensores com saída a relé, as saídas não são eletrônicas e sim mecânicas. O 
relé possui contatos, normalmente abertos (NA) e normalmente fechados (NF), o que 
nos disponibiliza uma independência quanto ao potencial da carga. A principal 
vantagem sobre os eletrônicos esta no chaveamento decorrentes mais altas.Moisés
Realce
Moisés
Realce
Moisés
Realce
 
3.1. 2 - Limitações das Técnicas Digitais 
 
Na verdade, há apenas uma grande desvantagem ao se utilizar as técnicas 
digitais: o mundo é quase totalmente analógico. Grandezas que comprovam isso são a 
temperatura, a pressão, a posição, a velocidade, o nível de um líquido e a vazão. Para 
obter as vantagens das técnicas digitais quando se trabalha com entradas e saídas 
analógicas, três passos devem ser seguidos: 
• Converter as entradas analógicas do mundo real para o formato digital. 
• Realizar o processamento da informação digital. 
• Converter as saídas digitais de volta ao formato analógico. 
Na Figura abaixo é apresentado o diagrama de um sistema de controle de 
temperatura típico. Conforme o diagrama, a temperatura analógica é medida e o valor 
medido é em seguida convertido para digital. A informação digital é processada e 
convertida de volta para o formato analógico. Essa saída alimenta um controlador que 
comanda alguma ação para o ajuste da temperatura. 
 
 
 
 
 
 3.2 - Sensores com saída Analógica 
 
São usados para monitoração das variáveis de processo, são também 
chamados de transdutores, ou seja, convertem uma grandeza física em uma grandeza 
elétrica normalmente de 4 à 20mA. 
 
 
 
Moisés
Realce
 
3.3 - Sensibilidade 
Sensibilidade (ou ganho) é a razão entre o sinal de saídade entrada para um 
dado sensor ou transdutor. 
 No caso de sensores analógicos, a sensibilidade está ligada à relação entre uma 
variação na grandeza e a variação na medida fornecida pelo instrumento, ou seja, um 
sensor muito sensível é aquele que fornece uma variação na saída para uma pequena 
variação da grandeza medida. 
 
3.4 - Faixa (Range) 
 
 É a região entre os limites máximo e mínimo nos quais a quantidade medida, 
recebida ou transmitida pode variar. Assim, como exemplo, um sensor de pressão pode 
ser fabricado para operar de 60 mmHg até 300 mmHg. A amplitude dessa escala é 
definida como faixa. 
 Toda variável medida e todo instrumento possuem um determinado range. Por 
exemplo, se um processo pode ter sua pressão variada entre 200 e 300 psi (Pounds 
per Square Inch, libras por polegada quadrada) deve-se requerer um instrumento que 
seja capaz de medir entre 100 e 400 psi. Isto é o instrumento possui um range com 
limite inferior de 100 e superior de 400 psi. Orange é determinado pelos valores 
máximos e mínimos. Deve-se cuidar para que a especificação do instrumento propicie 
que o mesmo opere em torno de 30% da sua faixa máxima para o valor nominal da 
variável medida, evitando-se leituras no início e no final da escala onde a confiabilidade 
da medida é inferior. 
 
3.5 - Exatidão (Accuracy) 
 
Indica o quanto o sensor é capaz de indicar um valor próximo do valor real, ou seja, 
dada uma determinada grandeza física a ser medida, a exatidão é a diferença absoluta 
entre o valor do sinal de saída entregue pelo sensor e o valor do sinal ideal que o 
sensor deveria fornecer para esse determinado valor de grandeza física. 
 A exatidão é indica em termos da "inexatidão", por exemplo: ±2 % ou +1% ou -3 
%. Obs.: Não há sentido em se falar de exatidão de um instrumento isoladamente. 
Deve-se levar em consideração o meio e as entradas (perturbações). 
 
Moisés
Realce
 
3.6 – Precisão 
É a medida da consistência do sensor e indica a sua repetibilidade, isto é qual a 
capacidade do sensor em indicar o mesmo valor, estando nas mesmas condições de 
operação, em um dado período de tempo. 
Em geral, os instrumentos são especificados em termos de sua exatidão 
(accuracy) e não da sua precisão. A especificação informa o valor da exatidão em 
termos de percentagem em torno do valor exato (para mais ou para menos), isto é, 
informa o desvio que o instrumento pode proporcionar. 
Por exemplo, um sensor de nível com exatidão de 10 cm, pode ter sua medida 
na faixa de ±10 cm em torno do valor real, isto é pode variar de 10 cm para mais ou 
para menos. Neste caso, uma indicação de nível de 3 m pode significar qualquer nível 
entre 2,9 e 3,1 m. 
Ao contrário, precisão não é indicada pelo fabricante e está sempre na mesma 
direção, isto é o desvio será sempre para mais ou para menos. Um instrumento preciso 
pode informar o valor errado, mas ele é consistente com essa informação. Logo o 
desvio provocado por um dispositivo preciso pode ser removido. 
 
3.7 - Repetibilidade 
É a medida da capacidade de um instrumento repetir a mesma saída (medida) 
para um dado valor, quando a mesma entrada precisa é aplicada várias vezes. Existem 
duas definições matemáticas possíveis para repetibilidade: zona morta e tempo morto. 
Zona Morta: é a faixa onde o sensor não consegue responder, pois nesta região 
não existe um angulo de reflexão da luz que chegue ao receptor. Ela define o valor 
necessário de variação do processo (da variável em medição) para que o medidor 
comece a percebê-lo. A zona morta normalmente é dada por: 10 a 20% deSn. 
 
 
Tempo Morto: é o tempo necessário para que o sensor comece a responder a 
alterações na variável medida (entrada). 
 
Moisés
Realce
Moisés
Realce
 
3.8 - Resolução 
É menor mudança na entrada do sensor que irá resultar em uma mudança na 
saída do mesmo. A resolução dá uma indicação de quão pequena uma variação na 
entrada de energia pode ser percebida por um sensor. 
 
3.9 - Linearidade 
Pode ser especificada de várias formas. Uma maneira simples e usual é 
especificar a linearidade da reta de calibração de um sensor, traçada a partir da 
estimativa da melhor reta, pelo método dos mínimos quadrados, proveniente dos dados 
de entrada e saída do tal sensor para toda a faixa de medição. 
 
3.10 - Velocidade de Resposta 
 Velocidade com que a medida do sensor alcança o valor real do processo. Em 
sistemas realimentados o ideal é que o sensor utilizado tenha uma resposta 
instantânea, pois uma resposta lenta pode prejudicar muito a eficiência do sistema de 
controle e até impedir que o sistema funcione satisfatoriamente. 
 
3.11 - Distância Sensora Operacional (Sa) 
É a distância em que seguramente pode-se operar, considerando-se todas as 
variações de industrialização, temperatura e tensão de alimentação. 
0 ≤ Sa ≤ 0,81Sn 
 
 3.12 - Resposta em Freqüência 
 Qualquer sistema eletrônico que manuseia sinais elétricos tem suas 
limitações em freqüência, isto é, sinais em determinadas freqüências são reproduzidos 
e em outras não. Não é diferente no caso dos sensores. Se a grandeza física medida 
varia sua amplitude com uma determinada freqüência, é possível que o sinal elétrico 
entregue pelo sensor reproduza essas mudanças com a amplitude adequada, mas se a 
freqüência dessas mudanças na grandeza física aumentar, é possível que o sinal de 
saída entregue pelo sensor diminua sua amplitude em função da freqüência dessas 
mudanças. Desta forma define-se resposta em freqüência de um sensor como a faixa 
do espectro que esse consegue reproduzir. 
 
 
Moisés
Realce
Moisés
Realce
Moisés
Realce
 
 
4. Alimentação dos Sensores 
Um sensor, como qualquer outro dispositivo eletrônico, requer cuidado com a 
alimentação, pois se feita deforma inadequada, poderá causar danos irreparáveis ao 
sensor. 
 
4.1 - Tensão Contínua 
Os sensores encontrados no mercado operam em uma faixa de 10 a 30 VDC, 
então qualquer tensão entre 10 e 30 VDC é suficiente para o correto funcionamento 
dos mesmos. Na automação é muito comum o uso de alimentação de 24 VDC. 
 
 
4.2 - Tensão Alternada 
Para máquinas que não tem disponibilidade de uma fonte de alimentação DC, os 
fabricantes disponibilizam também,sensores com alimentação alternada de 90 a 265 
VAC, tornando-os compatíveis com os padrões brasileiros. 
 
4.3 - Tensão Universal 
O avanço da tecnologia proporcionou comodidade à automação e os fabricantes 
disponibilizam capazes de operar em tensões de 12 a 250v alternada ou continua. É 
obvio que toda comodidade tem um preço 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 SENSORES DE PRESENÇA 
 5. SENSORES ÓPTICOS 
 
 Os sensores fotoelétricos ou ópticos utilizam a luz infravermelha para detectar 
um objeto. O seu princípio de funcionamento baseia-se em dois circuitos eletrônicos: 
um emissor do feixe de luz e outro receptor do mesmo. O emissor envia um feixe de luz 
de forma pulsada através de um fotodiodo de modo a evitar que o receptor confunda 
esta luz com a luz ambiente. O receptor possui um fototransistor sensível a luz, e um 
circuito que reconhece somente a luz vinda do emissor. 
 
 
 
5.1 - Principio de Funcionamento 
 O sinal de luz gerado pelo emissor do sensor óptico é modulado numa 
determinada freqüência, ou seja, o emissor gera um sinal com um certo número de 
lampejos por segundo. 0 receptor do sinal do sensor é acoplado um filtro que somente 
considera válido sinais com a mesma freqüência do emissor. 
 Esta característica é empregada no sensor óptico para minimizar os efeitos de 
possíveis interferências causadas por outras fontes luminosas que não o emissor. 
Operação do Sensor Óptico de Acordo com o Diagrama de Blocos Abaixo: 
 Oscilador - Gera um sinal elétrico modulado e envia ao emissor. 
 Emissor - Transforma o sinal elétrico vindo do oscilador em um feixe de luz 
pulsante (modulado), sendo executada a emissão do sinal. 
 Receptor - Converte o sinal de luz pulsante (modulado) em um sinal elétrico 
modulado. 
 Pre-Amplificador- Adéqua o sinal elétrico modulado vindo do receptor a níveis 
compatíveis com o circuito eletrônico do sensor. 
 
 Analisador de Freqüência - Compara a freqüência do sinal recebido pelo 
receptor com a freqüência do sinal gerado pelo emissor, considerando apenas 
os sinais que sejam compatíveis. 
 Discriminador - Compara o nível do sinal recebido do analisador de freqüência 
com níveis pré estabelecidos, definindo o estado do sensor. 
 Estágio de Saída - Recebe o sinal do discriminador e comuta a carga. 
 LED - Indicador de estado, sendo acionado pelo discriminador. 
 Fonte de Alimentação - A alimentação do circuito do sensor é feita por um 
regulador interno. 
 
 
5.2 - Sensor de Detecção por Retro Reflexão 
 Nesse tipo de sensor o emissor e o receptor estão montados no mesmo corpo. 
Um feixe de luz é estabelecido entre o emissor e o receptor por intermédio do refletor. 0 
sensor é ativado quando o objeto interrompe o feixe de luz. 0 objeto detectado pode 
deixar passar uma baixa intensidade luminosa desde que o limiar de detecção seja 
atingido. 
 
 
 Ele também pode refletir a luz de maneira direta ou difusa, desde que esta não 
seja detectada pelo receptor do sensor com intensidade suficiente para acioná-lo. Por 
 
esta razão, objetos muito transparentes, claros ou brilhantes podem eventualmente não 
ser detectados por esse tipo de sensor. 
O sensor de retro reflexão possui distancia de acionamento totalmente 
dependentes das características do refletor, sendo, portanto as condições desse 
acessório, tais como: limpeza, dimensão, instalação e características construtivas vitais 
para o perfeito acionamento do conjunto. 
Uma falha no emissor deste tipo de sensor faz com que o mesmo interprete 
como se o objeto estivesse presente. 
 
 Sem Objeto 
 
Com Objeto 
 
 
 
 
 
Distância Sensora Nominal (Sn) 
 A distância sensora nominal (Sn) para o sistema refletivo é especificada como 
sendo a máxima distância entre o sensor e o espelho prismático, sendo possível 
montá-los com distância menor. Disponíveis para até 6m. 
 
 
 
 
 
 
Detecção de Transparentes 
 A detecção de objetos transparentes, tais como: garrafas de vidro, vidros planos, 
etc; podem ser detectados com a angulação do feixe em relação ao objeto, ou através 
de potenciômetros de ajuste de sensibilidade, mas sempre se aconselha um teste 
prático. A detecção de garrafas plásticas tipo PET, requerem sensores especiais para 
esta finalidade. 
 
 
Recomendações 
 São indicados para objetos opacos, translúcidos e transparentes; 
 Possuem menor distância sensora que os de barreira; 
 Espelhos sujos podem comprometer o funcionamento; 
 Objetos muito brilhantes podem refletir a luz da mesma forma que o espelho, ou 
seja, não detectaria o alvo. 
 
Vantagens 
 
 Maior facilidade de instalação que o tipo barreira, pois possui corpo único e é de 
fácil alinhamento; 
 E mais barato que o feixe transmitido porque a fiação é mais simples (corpo 
único); 
 Possibilidade de detecção de objetos transparentes. Para objetos transparentes 
sempre há uma atenuação, permitindo ajustes no potenciômetro de 
sensibilidade do sensor de forma a detectar esse objeto. 
 
 
Desvantagens 
 Uma possível falha no emissor é avaliada como detecção de um objeto; 
 O espelho prismático ou fitas refletoras podem se sujar provocando falhas no 
funcionamento; 
 Possui alcance mais curto que o feixe transmitido; 
 Possui menor margem de detecção que por feixe transmitido; 
 Pode não detectar objetos brilhantes (usar a polarização). 
 
5.3 - Sensores ópticos por transmissão ou barreira 
O transmissor e o receptor estão em unidades distintas e devem ser dispostos 
um 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. 
 
Sem Barreira 
 
Com Barreira 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.3.1 - Distância Sensora Nominal (Sn) 
A distância sensora nominal (Sn) para o sistema por barreira é especificada 
como sendo a máxima distância entre o transmissor e o receptor, o que não impede o 
conjunto de operar com distâncias menores. Disponível para distâncias de até 150m. 
 
5.3.2 - Dimensões Mínimas do Objeto 
 Quando um objeto possui dimensões menores que as mínimas recomendadas, o 
feixe de luz contorna o objeto e atinge o receptor, que não acusa o acionamento. 
Nestes casos devem-se utilizar sensores com distância sensora menor e 
conseqüentemente permitem a detecção de objetos menores. 
 
 
5.3.3 - Recomendações 
 Não são recomendados para objeto muito pequeno, pois parte da luz chegaria 
ao receptor e não detectaria o objeto; 
 Não detecta alvos transparentes, pois a luz atravessaria o objeto chegando ao 
receptor; 
 Necessita de um bom alinhamento para seu perfeito funcionamento; 
 Necessita de alimentação dupla, ou seja, uma para o transmissor e uma para o 
receptor. 
 
5.3.4 - Vantagens do tipo Barreira 
 
 Maior alcance; 
 Alta margem em ambientes contaminados; 
 A saída não é afetada por reflexões de superfície secundária; 
 Os objetos podem ser opacos ou pouco translúcidos. 
 
5.3.5 - Desvantagens do tipo Barreira 
 
 Mais caro, devido a exigência de emissor e receptor em separado; 
 Necessita de duas conexões elétricas em separado; 
 O alinhamento do feixe de luz emissor-receptor torna-se muito importante; 
 Não detecta objetos completamente transparentes. 
 
5.4 - Sensor óptico por reflexão difusa 
 
Os sistemas por difusão e por reflexão caracterizam-se pelos emissores e 
receptores estarem dispostos lado a lado em um mesmo conjunto óptico. 
Nos sistemas por difusão o emissor e o receptor são montados num mesmodispositivo. Os raios infravermelhos emitidos pelo emissor incidem diretamente sobre 
um objeto, o qual retorna um feixe de luz em direção ao receptor. 
De acordo com o tempo de resposta, determina-se à distância na qual o objeto 
está disposto e então ocorre um chaveamento eletrônico correspondente. 
 
Sem Objeto 
 
Com objeto 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.4.1 - Distância Sensora Nominal (Sn) 
A distância sensora nominal no sistema por difusão é a máxima distância entre o 
sensor e o alvo padrão. 
 
5.4.2 - Recomendações: 
 A distância sensora é afetada pela capacidade de reflexão da luz pelo objeto, ou 
seja, terão dificuldade de detectarem cores escuras. 
 A distância sensora é menor que dos sensores anteriores; 
 
5.4.3 - Distância Sensora Operacional (Sa) 
Para os modelos tipo foto sensor existem vários fatores que influenciam o valor 
da distância sensora operacional (Sa), explicados pelas leis de reflexão de luz da física. 
Sa=0,81. Sn. F (cor, material, rugosidade, outros) 
Abaixo, apresentamos 2 tabelas que exemplificam os fatores de redução em 
função da cor e do material do objeto a ser detectado. 
 
 
Nota: Em casos onde há a necessidade da determinação exata do fator de 
redução, deve-se fazer um teste prático, pois outros fatores podem influenciar a 
distância sensora, tais como: rugosidade, tonalidade, cor, dimensões, etc. Lembramos 
também que os fatores são acumulativos, como por exemplo: papelão (0,5) preto (0,5) 
gera um fator de 0.25. 
 
5.4.4 - Vantagens do tipo Difuso-Refletido 
 Não é necessário um refletor (fita refletora) ou espelho; 
 Dependendo do ajuste, diferentes objetos podem ser detectados; 
 
 Os objetos podem ser translúcidos, transparentes ou opacos, o suficiente para 
que uma percentagem da luz seja refletida. 
 
5.4.5 - Desvantagens do tipo Difuso-Refletido 
 Para menores distâncias é requerida uma menor reflexão das superfícies dos 
materiais; 
 Para maiores distâncias, maiores taxas de reflexão são requeridas. 
 
Exercícios 
 
Marque com X a resposta correta. 
1. Um sensor é capaz de: 
a. ( ) converter uma variação de grandeza física numa variação de outra 
grandeza que possa ser indicada por dispositivos eletrônicos; 
b. ( ) gerar variação de grandeza física de acordo com o sinal de um controlador 
e sistema; 
c. ( ) indicar o valor de uma grandeza física diretamente. 
 
2. Um sensor digital consegue perceber a variação de: 
a. ( ) uma grandeza que apresenta diversos valores entre um valor mínimo e 
máximo; 
b. ( ) qualquer grandeza; 
c. ( ) uma grandeza física que assuma apenas dois valores: existe ou não existe. 
3. Um sensor é denominado transdutor quando: 
a. ( ) transmite sinais para o medidor; 
b. ( ) converte uma grandeza em outra; 
c. ( ) cobre todas as aplicações relativas ao indicar uma variação. 
 
4. Os sensores podem ser considerados dispositivos: 
a. ( ) extremamente simples e de pouca utilização; 
b. ( ) complexos, que por esta característica têm aplicação restrita; 
c. ( ) com aplicação diversificada e por isso em pleno desenvolvimento para 
novas tecnologias. 
 
 
5. Qual dos sensores abaixo não e recomendado para objeto muito pequeno? 
( ) Transmissão ou barreira 
( ) Retro Reflexão 
( )Reflexão difusa 
( ) N.R.A 
 
6. Quanto ao tipo de saída dos sensores, qual a mais rápida? Por quê? 
R. 
7. Cite uma vantagem e uma desvantagem do sensor óptico difuso. 
R. 
 
 8. Defina zona morta de um sensor. 
R. 
 
9. Relacione as questões abaixo, de acordo com as alternativas a seguir: 
a) Transdutor b) Faixa (Range) c) Resolução d) Zona morta 
( ) É a região entre os limites máximo e mínimo nos quais a quantidade medida, recebida ou 
transmitida pode variar 
( ) Faixa onde o sensor não consegue responder. 
( ) Dispositivo que converte uma forma de energia em outra forma de energia. 
( ) É menor mudança na entrada do sensor que irá resultar em uma mudança na saída do 
mesmo. 
( ) Dispositivos construídos para detectar a presença ou passagem de materiais metálicos ou 
não metálicos. 
 
 10. Analisando o circuito abaixo, marque a questão verdadeira. 
 
 
 
( ) Espelhos sujos podem comprometer o funcionamento. 
( ) O transmissor e o receptor estão em unidades distintas e devem ser dispostos um frente ao 
outro, 
( ) Necessita de alimentação dupla, ou seja, uma para o transmissor e uma para o receptor. 
( ) A operação do sensor é baseada na emissão e recepção de ondas acústicas. 
( ) N.R.A 
 
 
 
6 - SENSORES ULTRA-SÔNICOS 
 
6.1 - Princípio de Operação 
A operação do sensor ultra-sônico é baseada na emissão e recepção de ondas 
acústicas ultra-sônicas entre um objeto e um receptor. Normalmente o meio de 
propagação é o ar. O tempo decorrido entre a emissão e a recepção da onda refletida é 
medida e processada. 
 
 
 
O transdutor emite pulsos sonoros de alta frequência com intervalos de tempo 
pré-definidos. Se o receptor não detectar nenhum eco neste intervalo de tempo, 
significa que o som não retornou e, portanto, não há objeto. Se entre os pulsos 
emitidos houver um eco é porque houve o som “bateu” em um objeto e retornou, neste 
caso, a saída será comutada. Vejamos uma ilustração simplificada com e sem objeto. 
 
 
 
 
 
O sensor de proximidade pode ser representado por três módulos principais, o 
transdutor ultra-sônico, a unidade de processamento e o estágio de saída. O 
transmissor ultra-sônico é acionado por um curto intervalo de tempo, produzindo ondas 
ultra sônicas. Este módulo é composto geralmente por um cristal piezoelétrico. O 
transmissor ultra-sônico produz ondas ultra-sônicas na faixa entre 30 – 300 kHz, 
portanto inaudíveis para o ser humano. Na maioria dos sensores o transmissor alterna 
a função de transmissor e receptor isto é como receptor ele operará como um sensível 
microfone. Filtros internos verificam se o sinal captado é proveniente de um eco do 
transmissor. 
 
Pulsos sendo emitidos e reflexões captado pelo sensor ultra sônico 
 
6.2 - Piezoelétricos, são sensores que se valem das características que certos 
materiais têm de gerar uma tensão elétrica proporcional à deformação física a que são 
submetidos. 
Normalmente são constituídos de lâminas de quartzo ou de material cerâmico, 
recobertas por um filme metálico condutor. A lâmina, ao ser submetido a uma tensão 
externa (força), produz uma tensão elétrica. 
A repetição dos pulsos ultra-sônicos depende do projeto do sensor e ficam 
compreendidas na faixa entre 1Hz e 100Hz. 
A grande vantagem do sensor ultra-sônico é a variedade de materiais que ele é 
capaz de detectar. A detecção independe da forma e da cor e ainda pode detectar 
tanto sólidos como líquidos ou pós. Atmosferas poluídas por fumaça, poeira ou 
umidade não impedem a detecção. 
Podem-se encontrar sensores ultra-sônicos onde o emissor e o receptor fazem 
parte do mesmo conjunto, entretanto também existem as barreiras ultra-sônicas onde 
emissor e receptor estão separados. 
 
6.3 – Aplicações 
 
 
Medição de espessura de chapas 
 
Detecção de frascos de vidros 
 
 6.4 – Vantagens 
 
 - Detectam todos os tipos de materiais. 
 - Acionamento sem contato físico. 
 - Modelos com Saída em estado sólido, relé ou analógica. 
 - Possui circuito inteligente 
 
 
 
 
7. Cuidados Básicos com os Sensores 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. Sensores de Proximidade Indutivos 
 
 Os sensores de proximidade indutivos são equipamentos eletrônicos capazes de 
detectar aaproximação de peças, componentes, elementos de máquinas, etc, em 
substituição as tradicionais chaves fim de curso. A detecção ocorre sem que haja o 
contato físico entre o acionador e o sensor, aumentando a vida útil do sensor por não 
possuir peças móveis sujeitas a desgastes mecânicos. 
 Os sensores Indutivos são sensores de proximidade, ou seja, geram um sinal de 
saída quando um objeto metálico (aço, alumínio, cobre, latão, etc) entra na sua área de 
detecção, vindo de qualquer direção, sem que seja necessário o contato físico. 
 
8.1 - Princípio de Funcionamento: 
O princípio de funcionamento baseia-se na geração de um campo 
eletromagnético de alta frequência, que é desenvolvido por uma bobina ressonante 
instalada na face sensora. A bobina faz parte de um circuito oscilador que em condição 
normal (desacionada) gera um sinal senoidal. Quando um metal aproximasse do 
campo, este por correntes de superfície (Foucault),absorve a energia do campo, 
diminuindo a amplitude do sinal gerado no oscilador. A variação de amplitude deste 
sinal é convertida em uma variação continua que comparada com um valor padrão, 
aciona o estágio de saída. 
 
 
 
 
Moisés
Nota
parei aki, 23-03
 
8.2 - Representação do Circuito Interno do Sensor Indutivo 
 
 
 
8.3 - Face Sensora 
 É a superfície onde emerge o campo eletromagnético. 
 
8.4 - Distância Sensora (S) 
 É à distância em que se aproximando o acionador da face sensora, o sensor 
muda o estado da saída. 
 
8.5 - Distância de Acionamento 
 À distância de acionamento é função do tamanho da bobina. Assim, não 
podemos especificar a distância sensora e o tamanho do sensor simultaneamente. 
 
8.6 - Distância Sensora Nominal (Sn) 
 É à distância sensora teórica, a qual utiliza um alvo padrão como acionador e 
não considera as variações causadas pela industrialização temperatura de operação e 
tensão de alimentação. É o valor em que os sensores de proximidade são 
especificados. 
 Como utiliza o alvo padrão metálico, a distância sensora nominal informa 
também a máxima distância que o sensor pode operar. 
 
8.7 – Distância Sensora Operacional (Sa) 
 É à distância em que seguramente pode-se operar, considerando-se todas as 
variações de industrialização, temperatura e tensão de alimentação. 
 
8.8 - Alvo Padrão (Norma DIN 50010) 
 É um acionador normalizado utilizado para calibrar a distância sensora nominal 
durante o processo de fabricação do sensor. Consiste de uma chapa de aço de um mm 
de espessura, formato quadrado. O lado deste quadrado é iqual ao diâmetro do circulo 
 
da face sensora ou 3 vezes a distância sensora nominal quando o resultado for maior 
que o anterior. 
 
 
8.9 - Material do Acionador 
 À distância sensora operacional varia ainda com o tipo de metal, ou seja, é 
especificada para o ferro ou aço e necessita ser multiplicada por um fator de redução. 
 
8. 10 - Histerese 
 É a diferença entre o ponto de acionamento (quando o alvo metálico aproxima-
se da face sensora) e o ponto de desacionamento (quando o alvo afasta-se do sensor). 
Este valor é importante, pois garante uma diferença entre o ponto de acionamento e 
desacionamento, evitando que em uma possível vibração do sensor ou acionador, a 
saída oscile. 
 
 
 
8.11 - Embutido (blindado) 
 Este tipo de sensor tem o campo eletromagnético emergindo apenas na face 
sensora e permite que seja montado em uma superfície metálica. 
 
 
 
8.13 - Não embutido (não blindado) 
 Neste tipo o campo eletromagnético emerge também na superfície lateral da 
face sensora, sensível a presença de metal ao seu redor. 
 
Sensores embutido (direita) e não embutido (esquerda) 
8.14 - Freqüência de Comutação 
 
A frequência de comutação é a velocidade máxima com que o sensor entrega 
pulsos individuais discretos quando o alvo entra e sai do campo de detecção. 
Este valor é sempre dependente do tamanho do alvo, distância entre alvo e face 
ativa, velocidade do alvo e tipo de sensor. 
Permitem detectar sem contato físico, objetos metálicos a uma distância variável 
de 0 a 60mm. 
 
8. 15 - Aplicações 
 Os sensores indutivos substituem com muitas vantagens as chaves fim de curso. 
Abaixo visuliza-se algumas das aplicações. 
 
 
Posição por cames controle de rotação e sentido 
 
 
 
8.16 - Vantagens da detecção indutiva: 
 - Não possuem contato físico com o objeto, portanto estão sujeitos a um menor 
desgaste. 
 - Cadências de funcionamento elevadas 
 - Tomada de informações de curta duração 
 - Boa resistência aos ambientes industriais (produtos robustos, inteiramente 
encapsulados em resina) 
 - Aparelhos estáticos: sem peças em movimento no seu interior; 
 - Vida útil independente do número de manobras. 
 
8.16 - Tipos de saída 
A saída dos sensores indutivos pode ser do tipo NA (normalmente aberta) ou 
NF (normalmente fechada) ou complementares (NA+NF) conforme Figura abaixo. 
 
Na Tabela abaixo se tem o resumo das principais características de 
acionamento das saídas dos sensores indutivos. 
 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. Sensores de Proximidade Capacitivos 
 Os sensores de proximidade capacitivos são equipamentos eletrônicos capazes 
de detectar a presença ou aproximação de materiais orgânicos, plásticos, pós, líquidos, 
madeiras, papéis, metais, etc. 
 Os sensores Capacitivos são semelhantes aos Indutivos, porém sua diferença 
básica é exatamente no princípio de funcionamento, o qual baseia-se na mudança da 
capacitância da placa detectora localizada na região denominada face sensível do 
sensor. 
 Estes sensores podem detectar praticamente qualquer tipo de material, por 
exemplo, Metais, madeira, plásticos, vidros, granulados, pós-minerais tipo cimento, 
talco, etc. Os líquidos de maneira geral são ótimos acionadores para os sensores 
capacitivos. 
 
 
 
9.1 - Princípio de Funcionamento: 
O princípio de funcionamento baseia-se na geração de um campo elétrico, 
desenvolvido por um oscilador controlado por capacitor. O capacitor é formado por 
duas placas metálicas, carregadas com cargas elétricas opostas, montadas na face 
sensora, de forma a projetar o campo elétrico para fora do sensor, formando desta 
forma um capacitor que possui como dielétrico o ar. 
 
Quando um material aproxima-se da face sensora, ou seja, do campo elétrico o 
dielétrico do meio se altera, alterando também o dielétrico do capacitor frontal do 
sensor. Como o oscilador do sensor é controlado pelo capacitor frontal, quando 
aproximamos um material a capacitância também se altera, provocando uma mudança 
no circuito oscilador, quanto mais próximo maior a amplitude da oscilação, até que 
atinja o set point do circuito de disparo acionando a saída que com nos indutivos 
podem ser PNP ou NPN. 
 
 
 
À medida que o objeto se aproxima a capacitância do circuito oscilador aumenta, 
aumentando assim, a amplitude da oscilação até que ON point seja alcançado, 
comutando a saída de baixo para alto. Ao se afastar do sensor a capacitância diminui e 
a amplitude da oscilação é reduzida até que Off point seja atingido, neste momento a 
saída comuta de alto para baixo. 
 
 
O objetivo é detectar qualquer material com εr> 2, ou seja, quando um objeto de 
qualquer material (εr > 2) estiver próximo à face sensora, ele modifica o valor da 
capacitância (C1). Esta variação da capacitância (C1>C0) provoca o acionamento do 
oscilador; após a formatação, um sinal de saída é liberado. 
9.2 - Material a ser Detectado: A tabela abaixo indica o dielétrico dos principais 
materiais,para efeito de comparação; sendo indicado sempre um teste prático para 
determinação da distância sensora efetiva para o acionador utilizado. 
 
 
 9.3 - Face Sensora 
É a superfície onde emerge o campo elétrico. É importante notar que os modelos 
não embutidos, com região sensora lateral, são sensíveis aos materiais a sua volta. 
 
 
 
 
 
9.4 - Alvo Padrão 
As distâncias sensora nos sensores capacitivos são especificadas para o 
acionador metálico de aço SAE 1020 quadrado, com lado igual a 3 vezes a distância 
sensora para os modelos não embutidos, (na grande maioria) e em alguns poucos 
casos de sensores capacitivos embutidos utiliza-se o lado do quadrado igual ao 
diâmetro do sensor. 
 
9.5 - Distância Sensora Operacional (Sa) 
É a distância que observamos na prática, sendo considerados os fatores de 
industrialização (81% Sn) e um fator que é proporcional ao dielétrico do material a ser 
detectado, pois o sensor capacitivo reduz sua distância quanto menor o dielétrico do 
acionador. 
Sa = 0,81 .Sn . F(ε) 
9.6 - Ajuste de Sensibilidade 
O ajuste de sensibilidade dos sensores capacitivos é protegido por um 
parafuso,que impede a penetração de líquidos evapores no sensor. 
O ajuste de sensibilidade presta-se principalmente para diminuir a influência do 
acionamento lateral no sensor, diminuindo-se a distância sensora. 
 
 
 
9.7 - Aplicações 
 Pode-se destacar que os sensores capacitivos são mais versáteis do que os 
indutivos, porem podemos ressaltar que são mais sensível a perturbações externas o 
que torna mais atraente usar os sensores indutivos se existem metais a serem 
detectados. 
 
 
Controle de nível detecção de ruptura de fio 
 
sinalização de corte de esteira controle de nível de garrafas 
 
controle de tensão em esteira Contador e controle de nível 
 
Vantagens 
 - Detectam praticamente todos os tipos de materiais. 
 - Acionamento sem contato físico. 
 - Saída em estado sólido. 
 - Alta durabilidade quando bem aplicado. 
 
10. SIMBOLOGIA DOS PRINCIPAIS SENSORES 
 
 
 
 
 
11. Chaves Fim-de-Curso 
São os dispositivos mais antigos utilizados para detecção de posição. 
Atualmente há uma infinidade de modelos com diversos tamanhos e tipos de atuadores 
diferentes. 
Basicamente, a chave fim-de-curso tem um atuador que é acionado pelo objeto 
a ser detectado e que, por sua vez, atua um contato elétrico que irá enviar a 
informação. Logo se vê que é necessário o contato físico entre o objeto a ser detectado 
e o atuador do sensor. Por isso, deve-se verificar se a força que o objeto poderá 
efetuar sobre o atuador é suficiente para acioná-lo, e esse será um dos fatores 
importantes na escolha da chave correta. 
Uma das grandes vantagens das chaves fim-de-curso é o seu baixo custo. Por 
isso o seu uso é corriqueiro, mas deve-se considerar o número de operações por hora 
a que será submetida. Como a chave possui partes mecânicas e o contato elétrico que 
sedes gastam, deve-se calcular a sua vida útil de modo a evitar trocas constantes. 
Atualmente, as chaves fim-de-curso vêm sendo utilizadas em locais de baixo 
número de operações bem como em aplicações de segurança. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12. Reed-Switch 
Poderíamos classificar esses sensores também como sensores magnéticos, 
uma vez que eles atuam com a ação de um campo, mas como são chaves 
acionadas por campos magnéticos, classificamos como sensores mecânicos. 
A figura abaixo ilustra o princípio de atuação desse tipo de sensor, em que 
temos um bulbo de vidro com dois contatos separados por uma estreita distância. 
Ao entrar em um campo magnético, esses contatos são fechados, estabelecendo 
contato entre os dois terminais desse sensor que, assim como a chave fim-de-curso, 
pode ser usado para detectar presença de algum dispositivo, desde que haja um imã 
nele. 
 
 
 
 
Afigura abaixo, ilustra um reed- switch comercial, onde se pode observar os seus 
contatos(no caso fechados): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O acionamento dos sensores, entretanto, não depende de contato físico com as 
partes móveis dos equipamentos, basta apenas que estas partes aproximem-se dos 
magnetos. A uma distância que varia de acordo com o tipo de sensor utilizado. Podem 
ser NA, NF ou ainda NA e NF.Veja como ficaria a conexão do contato NA com o CLP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Termistores 
Os termistores são excelentes sensores para aplicações que seja necessário 
uma alta sensibilidade com as mudanças de temperatura. As aplicações de termistores 
estão mais voltadas à área de eletrônica, média e na biologia. 
 
Simbolo: 
PTC NTC RTD - 
RTD ResistanceTemperature Detector - Resistência detectora de temperatura. 
Os termistores são resistores termicamente sensíveis, cujas características 
exibem grandes mudanças na resistência com uma pequena mudança da temperatura 
do corpo, devido à alteração na concentração de portadores de carga. Esta mudança 
da resistência com a temperatura pode resultar em um coeficiente negativo da 
resistência, onde a resistência diminui com um aumento na temperatura (termistor 
NTC ). Quando a resistência aumenta com um aumento na temperatura, o 
resultado é um coeficiente positivo da temperatura (termistor PTC).A maioria dos 
metais têm um coeficiente positivo de temperatura. 
Os termistores fazem parte da classificação de termo resistência. Termistores 
são sensores de temperatura fabricados com materiais semicondutores. 
 O NTC é mais utilizado do que o PTC, devido a maior facilidade de ser 
manufaturado. O PTC tem como sua peculiaridade possuir um ponto de transição, 
somente a partir de uma determinada temperatura exibirá uma variação ôhmica 
com a variação da temperatura. 
 Comportamento do termistor NTC. O diferencial do NTC é ser muito mais 
sensível a variações de temperatura, comparado com outros sensores de resistência 
variável com a temperatura, como os RTDs e os termopares. 
Porém, o fato de ser mais sensível faz com que se comporte de forma não linear. A 
curva que define o comportamento da temperatura pela temperatura tem um 
comportamento exponencial. 
 
 
 
Para que eles servem? 
Para medições, controle e compensação de variações de temperaturas nas 
faixas mais baixas. Em geral, são utilizados em uma faixa de – 100 até 300 o C. São 
amplamente utilizados como sondas de temperatura em aplicações industriais, em 
aparelhagem médica, em eletrodomésticos, em instrumentação para investigação 
científica, no setor automobilístico, em telecomunicações, em aplicações 
militares,SENSORES DE TEMPERATURA 
 Os RTDs são formados por materiais como o níquel, a platina ou uma liga 
niquel-platina. Já os termistores são fabricados de material semicondutor, tais como 
óxido de níquel, cobalto ou magnésio e sulfeto de ferro. Os óxidos semicondutores 
reagem de forma diferente do que os metais que formam os RTDs, para o NTC a 
resistência decresce exponencialmente com o aumento da temperatura. 
Como o NTC não possui um comportamento linear da resistência com a 
variação da temperatura, é necessário a utilização de algum circuito que ajuste a curva 
exponencial para uma aproximação linear. 
 
Aplicação de termistores PTC 
 Devido às características de grande elevação da resistência com a temperatura, 
os termistores PTC são usados na proteção térmica de circuitos eletrônicos. A Fig. 
Abaixo apresenta dois circuitos eletrônicos que empregam termistores PTC como 
dispositivoslimitadores de corrente como função da elevação de temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 São sensores que trabalham com luz, são muito mais rápidos que os sensores 
mecânicos, pois não apresentam inércia e não tem peças móveis que quebram ou 
desgastam. 
 Os sensores fotoelétricos podem ser de diversos tipos, sendo empregados numa 
infinidade de aplicações na indústria e outros campos. 
 
Foto Resistor (LDR) Resistor Dependente de Luz 
 
 
 
 
 
 O LDR tem uma superfície de sulfeto de cádmio (CDS) que tem sua resistência 
elétrica dependente da quantidade de luz incidente. 
 
 
Curvas características 
 
 
 
 A grande vantagem no uso do LDR como sensores fotoelétricos está no fato de 
que eles podem trabalhar com correntes relativamente elevadas, sendo muito sensível 
o que simplifica os projetos de circuitos. 
 
 No entanto, a desvantagem está na sua velocidade de resposta. Os LDRs são 
sensores lentos, não operando em velocidades maiores do que algumas dezenas de 
quilohertz. 
 
Ex. de Aplicação 
 
 
 
Fotodiodo 
 
Um foto diodo funciona ao contrario do LED, isto é, ao receber uma 
radiação luminosa, na junção, produzirá uma corrente que será proporcional à 
intensidade luminosa. São usados basicamente para detectar a intensidade 
luminosa, a posição, cor e a presença. 
O fotodiodo é um diodo de junção construído de forma especial, de 
modo a possibilitar a utilização da luz como fator determinante no controle da 
corrente elétrica. É um dispositivo de junção PN semicondutor cuja região de 
operação é limitada pela região de polarização reversa e caracteriza-se por ser 
sensível a luz. A aplicação de luz a junção resultará em uma transferência de 
energia das ondas luminosas incidentes (Na forma de fótons) para a estrutura 
atómica resultando em um aumento do numero de portadores minoritários e em 
um aumento do nível da corrente reversa. A corrente negra é a corrente que 
existira sem nenhuma iluminação aplicada. 
Em resumo podemos dizer que um fotodiodo é um dispositivo que 
converte a luz recebida em uma determinada quantidade de corrente elétrica. 
 
 
 
A figura a seguir mostra a polarização e a curva característica. Cada 
uma das curvas da figura abaixo é para um nível de intensidade luminosa. 
 
 
A corrente reversa e o fluxo luminoso, variam quase que linearmente, ou 
seja, o aumento da intensidade luminosa resultara num aumento semelhante 
na corrente reversa. Podemos admitir que a corrente reversa é essencialmente 
nula na ausência incidente. Como os tempos de subida e de queda são da 
ordem de nano segundos com dispositivos pode ser usado na aplicação de 
contagem ou comutação de alta velocidade. O germano é mais adequado para 
luz incidente na região infravermelha, já que abrange um espectro mais amplo 
do comprimento de ondas do que o silício, apesar de sua corrente negra ser 
maior. O nível de corrente gerada pela luz incidente sob um fotodiodo não é 
suficiente para que ele possa ser usado em um controle direto, sendo 
necessário para isto que haja um estagio de amplificação. 
 
Aplicação: 
O fotodiodo pode ser aplicado no foco automático de filmadora, na 
 
unidade ótica do cd player e em sistema de contador de pulso. 
Circuito prático com fotodiodo na operação fotocondutiva, os fotodiodos 
operam polarizados no sentido inverso, conforme mostra a figura. 
 
 Circuito simples para acionamento de relé. 
 
Fototransistor 
 
É mais um dispositivo que funciona baseado no fenômeno da 
fotocondutividade. Ele pode, ao mesmo tempo, detectar a incidência de luz e 
fornecer um ganho dentro de um único componente. 
Os foto transistores são dispositivos feitos, normalmente desse silício, 
possuindo duas junções semicondutoras, que tem a propriedade de variar a 
sua resistência elétrica em função da intensidade da luz nelas incidentes. Por 
isso são chamados de transistores fotoelétricos 
Símbolo: 
 
 
 
Com a ausência de luz, inversamente polarizadas, as junções não 
conduzem corrente elétrica (resistência elétrica infinita ou alta resistência) se 
incidirmos luz nessas junções, a sua resistência elétrica diminui havendo 
condução intensa de corrente elétrica (fototransistor saturado). 
Para acionar o fototransistor, isto é, para fazê-lo conduzir é necessário 
incidir luz ou radiação infravermelha sobre ele. 
O fototransistor polariza-se da mesma forma que um transistor bipolar, 
embora agora a corrente de coletor não seja controlada pela corrente de base, 
mais sim pela intensidade de luz incidente na junção base coletor. 
 
Aplicações: 
 São usados para acionar dispositivos eletrônicos como alarmes, trancas 
elétricas, portas, circuitos eletrônicos de partida e outros. 
 
FOTOACOPLADORES 
 Também chamado de acoplador ótico, é um componente formado 
basicamente por um LED e um fototransístor dentro de um CI com a função de 
transferir uma informação elétrica entre dois circuitos através de luz, ou seja, 
sem contato elétrico entre eles. Abaixo vemos o símbolo e alguns tipos de 
fotoacopladores: 
 
 
 
Funcionamento - Aplicando uma tensão nos pinos do LED, este acende e a 
luz polariza a base do fototransístor interno. Desta forma, o fototransístor 
conduz e faz a corrente circular por outro circuito isolado eletricamente. Estes 
componentes são usados como sensores em alarmes, aparelhos de som, 
eletrônica industrial e em fontes chaveadas são usados para ajudar a regular 
as tensões de saída (+B). Existem vários tipos de fotoacopladores, alguns com 
 
dois LEDs e dois fototransístores (duplo), outros ainda mais complexos, 
contendo muitos componentes no interior do CI. 
 
 Exercícios 
1. O principio de funcionamento do sensor de aproximação indutivo se baseia: 
( ) Na absorção de um campo eletromagnético de baixa freqüência 
( ) Na absorção de um campo eletromagnético de alta freqüência 
( ) Na geração de um campo eletromagnético de alta freqüência 
( ) Na geração de um campo eletromagnético com freqüências variáveis 
2. Cite 2 das características seguintes pertence a sensores indutivos. 
 
3. Defina freqüência de comutação dos sensores indutivos. 
 
4. Os sensores magnéticos podem detectar alvos? 
 
( ) Sem contato físico, somente objetos a uma distância variável de 0 a 60 mm. 
( ) Sem contato físico, seja o alvo metálico ou não. 
( ) com contato físico a uma distância variável de 0 a 60 mm 
( ) Sem contato físico, somente objetos metálicos, a qualquer distância. 
 
5. Cite uma diferença do sensor indutivo para o capacitivo. 
 
6. Defina distância Distância Operacional (Sa). 
 
7. Descreva 2 alvos que um sensor capacitivo pode detectar. 
 
8. O objetivo de um sensor capacitivo é detectar qualquer material com €r ˃ 4, com base 
na tabela, cite no mínimo 2 materiais que o sensor não irá detectar. 
 
 
 
 
9. Descreva o funcionamento do circuito abaixo 
 
 
 
10. São sensores que possuem um atuador que é acionado pelo objeto a ser 
detectado,estamos falando de qual tipo de sensor? 
 
11. Qual sensor permite detectar liquido dentro de uma garrafa? 
 
12. Qual sensor é mais rápido o LDR ou os mecânicos? Por quê? 
 
 
 
13. Cite 2 aplicações para o fotodiodo.