sensoresindutivos-161122160622

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Automação Industrial: Sensores Indutivos
22/11/2016 Por : Luís Timóteo 1
Sensores 
Não concordo com o acordo ortográfico
Indutivos 
Automação Industrial: Sensores Indutivos
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Transdutor é um dispositivo que converte uma forma de energia ou quantidade
física, em outra.
– Domínios típicos da energia são: mecânica, eléctrica, química, magnética,
óptica e térmica.
– Os Transdutores podem ainda ser dividido em Sensores, que monitoram um
sistema, e Actuadores que impõem uma acção sobre o sistema.
Transdutores
Sensor: um dispositivo eléctrico/mecânico/químico que mapeia um atributo do
ambiente para uma medida quantitativa.
‒Um sensor é geralmente definido como um dispositivo que recebe e responde
a um estímulo ou um sinal.
‒Em geral um sensor mede uma característica do ambiente ou espaço em que
ele está, e proporciona sinais eléctricos.
‒Estes dispositivos simulam os sentidos humanos, principalmente a visão, o
tacto, a audição e o olfato.
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Transdutores
‒Um transdutor é qualquer dispositivo que converte energia a partir de uma forma,
para outra.
• O transdutor de entrada (microfone)
converte a energia sonora em energia
eléctrica.
Amplificador
• O transdutor de saída (altifalante) converte
energia eléctrica em energia sonora.
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Sensor: um dispositivo para a detecção de uma variável física, de um sistema
físico ou um ambiente.
‒São dispositivos sensíveis a alguma forma de energia relacionada a uma
grandeza que deseja ser monitorada, sem perturbar os seus parâmetros.
Fornecem informações de entradas (dados), ao sistema, a partir do mundo
externo, afim de permitir o seu controlo. Dados sobre energia luminosa,
térmica, cinética, temperatura, pressão, posicionamento, velocidade,
aceleração….. Um sensor é um transdutor cujo propósito é detectar.
Sensores
A classificação de Sensores quanto à quantidade
 Quantidades mecânicas: deslocamento, tensão, velocidade de rotação,
aceleração, pressão, força / torque, torção, peso, fluxo….
 Quantidades térmicas: temperatura,
 Quantidades ópticas / electromagnéticas: tensão, corrente de fase, frequência;
visuais / imagens, luz; magnetismo…
 Quantidades química: humidade, pH…
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Sensores
A classificação de Sensores quanto á propriedade
 Fluxo - Electromagnético, pressão diferencial, o deslocamento posicional, massa térmica,
etc…
 Temperatura – Termómetros, termístores, termopares, RTD’s, IC´s, e muitos mais…
 Pressão - fibra óptica, vácuo, manómetros de base líquida elástica, LVDT’s, electrónico…
 Sensores de Nível - de pressão Diferencial, de rádio frequência ultra-sónica, radar,
deslocamento térmico, etc…
 Proximidade e deslocamento - LVDT, fotoeléctrico, capacitivo, magnético, ultra-sónico…
 Biossensores - Espelho ressonante, electroquímicos, ressonância de plasma de
superfície, luz endereçável potenciométrica…
 Aceleração - giroscópios, acelerómetros….
 Gás e produtos químicos – Semiconductor infravermelho, condutância, Electroquímico…
 Imagem - dispositivos de carga acoplada, CMOS…
 Outros - humidade, sensor de umidade, sensor de velocidade, massa, sensor de
inclinação, de força, de viscosidade….
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Sensores
Indutivos / Capacitivos / Magnéticos /Fotoeléctricos / Ultrasónicos
‒Sensores são dispositivos construídos para detectar a presença ou passagem de
objectos metálicos ou não metálicos, por proximidade ou aproximação, sem
contacto físico. Esta detecção é feita pela face sensora do sensor, que ao ser
accionado envia um sinal eléctrico…
‒O sinal de um sensor está associado ao sistema de controle automático, sendo
caracterizado por:
• Linearidade
• Faixa de actuação
• Histerese
• Sensibilidade
• Superfície Activa
• Factor de correcção
• Frequência de Comutação
• Distância Sensora ( Nominal e Real )
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Sensores
Características dos Sensores
•Sensibilidade: taxa de mudança da saída em relação à entrada.
•Linearidade: medida da constância da taxa de saída com relação à taxa de entrada.
•Faixa de medida: diferença entre máximos e mínimos valores possíveis de medida.
•Tempo de resposta: tempo necessário para uma mudança na entrada ser observada na
saída.
•Precisão: a diferença entre valores reais e os valores medidos.
•Repetibilidade: a diferença entre medidas sucessivas da mesma entidade.
•Resolução: menor incremento observável na entrada.
•Tipo de saída: (movimento mecânico, tensão, corrente, pressão, intensidade luminosa,
etc.).
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Microprocessador
Sensor óptico
Sensor de GásMicrofone
Sonda
Sensores
‒Os Sensores fornecem o equivalente aos olhos, ouvidos, nariz e língua para o
microprocessador central, o “cérebro” .
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Sensores
Família Tipo Princípio de funcionamento
Sensores
Visão geral das famílias de sensores e os seus principais tipos
• Indutivos Proximidade Geração de campo electromagnético de alta
frequência.
•Capacitivos Proximidade Geração de campo electromagnético por oscilador
controlado por condensador.
•Fotoeléctricos
Barreira
Retroreflexivos
Difusos
Transmissão e recepção de luz infravermelha, laser ou
de cor visível, que pode ser reflectida ou interrompida
pelo o obejecto a detectar
•Ultrasónicos
Barreira
Reflexivos
Difusos
Transmissão e recepção de onda sonora (ultrasónica),
que pode ser reflectida ou interrompida pelo o obejecto
a detectar.
‒De acordo com a tabela a seguir, é possível ter uma visão geral dos sensores a serem
abordados: Visão Geral das famílias de sensores e seus principais tipos:.
•Magnéticos
São sensores que efectuam uma comutação
electrónica mediante a presença de um campo
magnético externo, próximo e dentro da área sensível.
Proximidade
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+ 18 a 30 Volts DC.
0 V
Saída
Indutivo
Capacitivo
Magnético
Ultrasónico
Normalmente 
Aberto
Normalmente 
Fechado
Fotoeléctrico
Sensores
Símbolos
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Sensores
Características básicas
‒Distância de accionamento: A distância de accionamento depende da intensidade do campo
electromagnético que depende do tamanho da bobina, portanto não se pode escolher o
tamanho do sensor e a distância de accionamento ao mesmo tempo.
‒Distância Sensora Nominal (Sn): É a distância sensora teórica, a qual utiliza um alvo
padrão como accionador e não considera as variações causadas pela industrialização,
temperatura de operação e tensão de alimentação. É a distância em que os sensores são
especificados.
‒Distância Sensora Efectiva (Su):Valor influenciado pela industrialização e considera as
variações causadas pela temperatura de operação:
‒Distância sensora (S): È a distância em que, aproximando-se o acionador da face sensora,
o sensor muda de estado na saída.
O,9Sn  Sr  1,1 Sn. 0,81Sn Su 1,21SnSu = ±10% Sr.
50mm
Sn
Impossível
‒A face sensora: É a superfície de onde emerge o campo eléctrico. É importante notar que
nos modelos não embutidos, com região sensora lateral, são sensíveis aos materiais à sua
volta.
Possível
5mm
Região sensora
Face sensora
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Sensores
Características básicas
‒Distância sensora real (Sr): Valor influenciado pela industrialização, especificado à
temperatura ambiente (20°C) e tensão de operação nominal possui desvio de 20% sobre a
distância sensora nominal.  0,9 Sn < = Sr < = 1.1 Sn
‒Distância sensora operacional (Sa) É a distância em que seguramente pode-se operar
considerando-se todas as variações de industrialização e variação de temperatura.
 0 < = Sa , = 0,81 Sn
‒Histereses: ou carreira diferencial, é a diferença entre a distância de operação (ON) e a
distância de não operação (OFF), quando o objecto se afasta da face do sensor. Ela é
expressa como uma percentagem da distância de detecção. Sem histereses suficientes um
sensor de proximidade comutaria continuamente de ON para OFF ou ‘colar-se-ia' quando
há vibração excessiva sobre o objecto.
‒Esta característica pode ser ajustável com circuitos adicionais no sensor.
Distância de operação
Distância X
Distância fim de operação
Distância Y
ON OFF
Objecto
Histereses
Histereses(% )=
Distância XDistância Y -
Distância X
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Sensores
Características básicas: Histereses
Elemento normalizado
de qualquer direcção
Bobinas Ferrite 
Histereses
Activado
Desactivado
Sn
‒É a diferença entre o ponto de accionamento (quando o alvo metálico se aproxima da face
sensora) e o ponto de desaccionamento (quando o alvo se afasta do sensor). Este valor é
importante, pois garante uma diferença entre o ponto de accionamento e
desaccionamento, evitando que numa possível vibração do sensor ou accionador, a saída
oscile.
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‒Repetibilidade: É a capacidade de um sensor, para detectar o mesmo objecto, à
mesma distância, em todos os momentos. Ela é expressa como uma percentagem
da distância nominal, considerando-se uma temperatura ambiente e uma fonte de
tensão de alimentação constante. Repetibilidade % da 
distância nominal do 
sensor
Objecto
Características e Especificações: Frequência de Comutação
d
Material não condutor e não 
magnético 
m
m
Sensor de 
proximidade
Sn
2‒É o número de alterações de estado por segundo
realizável em condições padrão. Em termos mais
simples é a velocidade relativa do sensor.
Sensores
Características básicas
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Alta exactidão de 
repetição.
Posicionamentos em 
máquinas de 
produção automática, 
dispositivos de fiação
Alta frequência de 
operação.
Contagem: –
Equipamentos de 
selecção, esteiras de 
transporte…
Actuação sem contacto 
físico
Sensor de 
Proximidade: portões, 
grades, elevadores…
Tempos de operação 
curtos
Gerador de impulsos: 
monitoramento de repouso 
e sentido de rotação…
‒Quanto aos perfis destes sensores, há dois principais formatos diferentes. Os sensores
tubulares (cilíndricos) e os sensores rectangulares. 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 rectangular são encapsulados em dimensões e
formatos diversificados, de acordo com os fabricantes.
Sensores
Características básicas
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Sensores
Características básicas
‒Sensores Analógicos e Sensores Digitais: Os sensores que convertem um sinal físico em
sinal eléctrico podem ser divididos, de acordo com o tipo de sinal de saída, em sensores
analógicos e digitais.
‒Sensores Analógicos – os sensores analógicos geram um sinal eléctrico de
saída de acordo com a mudança contínua do valor da variável física. Esta
relação não é necessariamente linear, mas sempre indica o valor da variável
física. Os sensores analógicos sempre oferecem mais informações do que os
sensores digitais. Pode assumir qualquer valor, no seu sinal de saída, ao
longo do tempo, desde que esteja dentro da sua faixa de operação.
‒Sensores Digitais – os sensores digitais geram dois diferentes sinais de saída,
ou seja, “ON” ou “OFF”. A mudança de um estado para outro ocorre para um
valor específico da variável física, e este valor pode normalmente ser ajustado.
Assume apenas 2 valores de saída ao longo do tempo, que podem ser
interpretados como 0 e 1.
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‒Os sensores de proximidade detectam a presença ou ausência de objectos
utilizando campos electromagnéticos, luz e som. Existem muitos tipos, cada um
adequado a aplicações e ambientes específicos.
• Sensores Indutivos: Estes sensores de proximidade sem contacto detectam alvos ferrosos, e
aço de carbono, idealmente mais espessos do que um milímetro. Eles consistem de quatro
componentes principais: um núcleo de ferrite com bobinas, um oscilador, um disparador
Schmidt, e um amplificador de saída. O oscilador gera um campo magnético simétrico,
oscilante que irradia a partir da matriz do núcleo e da bobina de ferrite na superfície sensora.
‒ (Este é o "Eddy Current killed oscilator" ou princípio de ECKO). O circuito de disparo Schmitt
Trigger, responde a estas mudanças de amplitude, e ajusta a saída do sensor. Quando o alvo
finalmente se move para fora do alcance do sensor, o circuito começa a oscilar de novo, e o
Schmitt retorna o sensor para o seu funcionamento anterior.
‒Quando um alvo ferroso entra neste campo magnético, pequenas correntes eléctricas
independentes chamados correntes de Foucault, ou correntes de Eddy, são induzidas na
superfície do metal. Isto altera a relutância (frequência natural) do circuito magnético, que
por sua vez reduz a amplitude de oscilação. Como mais metal entra no campo de detecção,
a amplitude de oscilação diminui, e, eventualmente, entra em colapso.
Sensores de proximidade Indutivos
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Sensores de proximidade Indutivos
Princípio de Funcionamento: Corrente de indução ou correntes de Eddy
a b c
a A corrente de alta frequência do oscilador através da bobina gera um campo magnético á volta da 
bobina.
b Quando a bobina é colocada perto de um material condutor, correntes de Eddy são induzidas nesse 
material.
c
Quando um movimento do material condutor varia a circulação de correntes de Eddy, o
acoplamento com a face sensora é alterado, havendo uma degradação do sinal, que pode ser lido,
medindo a variação da impedância da bobina .
É este o princípio de funcionamentos dos sensores sem contacto indutivos.
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 Cons:
 A distância efectiva é limitada ao alcance próximo.
 A relação entre a distância e a impedância da bobina é não-linear e dependente da
temperatura. Felizmente, uma bobina de balanceamento pode compensar o efeito da
temperatura. Quanto à não-linearidade, calibrações cuidadosas podem aliviar esta
desvantagem.
 Funciona apenas em materiais condutores com espessura suficiente. Não pode ser
utilizado para detectar o deslocamento de materiais não condutores ou películas finas
metalizadas. Contudo, um pedaço de material condutor com espessura suficiente
pode ser montado sobre os alvos não condutores para ultrapassar este inconveniente.
Uma fita de folha de alumínio auto-adesiva está comercialmente disponível para esta
finalidade. No entanto, esta prática nem sempre é possível.
 A calibração é geralmente necessária, uma vez que a forma e a condutividade do
material alvo podem afectar a resposta do sensor.
Sensores de proximidade Indutivos
Sensores de correntes de Eddy
 Pros:
 Sensor sem contacto. Alta resolução.
 Alta frequência de resposta. 
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‒Geração de um campo eletromagnético de alta freqüência, que é desenvolvido por uma
bobina ressonante instalada na face sensora.
Objecto metálico
ActivadoNão activado
Sensores de proximidade Indutivos
Princípio de Funcionamento
‒Quando se detecta uma alteração significativa no campo electromagnético, a saída de estado
sólido fornece um sinal eléctrico para um interface ou um PLC. Este sinal indica a presença
ou ausência de um objecto de metal no campo sensível…
Bobina
Superfície activa
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Curva característica de resposta
Superfície activa
Elemento normalizado
de qualquer direcção
‒Se o sensor tiver uma configuração normalmente aberta (NO), a sua saída é um sinal “ON”
quando um alvo entra na zona de detecção do detector. Com normalmente fechado (NC),
sua saída é um sinal “OFF” com o alvo presente. A saída é então lida por uma unidade de
controlo externo (por exemplo, PLC, controlador de movimento, unidade inteligente) que
converte os estados do sensor em informações uteis par o sistema. Os sensores indutivos
são normalmente classificados por frequência, ou por ciclos ON/ OFF por segundo. As suas
velocidades variam de 10 a 20 Hz em corrente alternada e de 500 Hz a 5 kHz em DC.
Devido às limitações do campo magnético, os sensores indutivos têm um alcance de
detecção relativamente estreito - a partir de fracções de milímetros a 60 mm, em média -
embora produtos especiais de maior alcance estejam disponíveis.
•Características e resposta
Sensores de proximidade Indutivos
Princípio de Funcionamento
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Amplificador
Schmitt Trigger
Alvo
❶Oscilador tenta manter a frequência
❷Relutância altera-sea
❸Amplitide diminui
Correntes de Eddy 
são induzidas e 
opõem-se ao campo
 Alvos ferromagnéticos alteram a relutância do circuito magnético, frequência de oscilação
do sistema, é retardada, que com o deslocamento da frequência perde amplitude.
Sensores de proximidade Indutivos
Princípio de Funcionamento: Corrente de indução ou correntes de Eddy
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• Saída de estado sólido: Quando se detecta uma alteração significativa no campo
electromagnético, a saída de estado sólido fornece um sinal eléctrico para um
interface ou um PLC. Este sinal indica a presença ou ausência de um objecto de
metal no campo sensível…
Sensores de proximidade Indutivos
‒Um sensor de proximidade indutivo consiste de quatro componentes básicos:
Bobina;
Oscilador;
Circuito de disparo;
Circuito de saída.
• Bobina: A bobina gera um campo electromagnético com a energia eléctrica
gerada pelo oscilador.
• Oscilador: oscila a um frequência e fornece energia à bobina.
• Circuito de Disparo (Schemitt Trigger): Detecta alterações na amplitude das
oscilações.
Princípio de Funcionamento
Bobina
Oscilador Circuito Disparo
Detector
Saída de estado 
sólido
Campo magnético
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LED indicador
Bobina do circuito ressonante
Campo Magnético de alta 
frequência (300 a 800 KHz
Cabo de ligações
Sensores de proximidade Indutivos Símbolo
Princípio de Funcionamento
Superfície activa
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Para Carga
Sensores de proximidade Indutivos
Campo Magnético
Bobina
Oscilador
Regulador 
Voltagem
Princípio de Funcionamento
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Sensor
Oscillation
Amplitude
Sensor 
output 
signal
ON
OFF
Alvo 
Sensores Indutivos
Funcionamento
https://sensortech.wordpress.com/2014/03/05/basic-operating-principle-of-an-inductive-proximity-sensor/
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 27
‒A distancia de operação de um sensor indutivo é em função do diâmetro da bobina
e se é ou não embutido. Hoje em dia existem sensores indutivos com distancias
de detecção estendidas.
Sensores de proximidade Indutivos
Distância 
nominal de 
detecção 
(mm).
S=Blindado
N= Não blindado
Diâmetro do sensor
Distância Sensora Operacional:Factores de redução
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 28
Distância Sensora Operacional:Factores de redução
Sensores de proximidade Indutivos
Os Sensores indutivos blindados (faceados): Sensores de proximidade
blindados (shielded) ou faceados são feitos com uma placa blindada ao
redor do núcleo de ferrite. Isso tem o efeito de conduzir o campo
magnético à parte frontal do sensor.
‒Um sensor de proximidade blindado (faceado), pode ser montado directamente
nas superfícies metálicas se o espaço for limitado. Isso também proporciona a
vantagem de protecção mecânica do sensor.
Os Sensores indutivos não blindados (não faceados): Sensores não blindados (não
faceados) não possuem protecção ao redor do núcleo de ferrite. As diferenças entre
sensores blindados e não blindados podem ser facilmente vistas.
‒Este design fornece uma faixa de detecção maior do que sensores de
proximidade blindados. Para o mesmo tamanho de diâmetro, sensores
indutivos não blindados possuem aproximadamente o dobro do alcance
de detecção em comparação aos blindados.
‒Os Sensores de proximidade não blindados (não faceados), não podem ser embutidos.
Portanto, a protecção mecânica é menor. Uma vez que o campo se estende até à lateral do
sensor de proximidade, ele pode ser influenciado por metais nessa área. Sensores de
proximidade não blindados também são mais sensíveis a interferências mútuas.
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 29
d = Diâmetro da face sensível do sensor.
Sn = Distância nominal de detecção.
Sensores de proximidade Indutivos
‒O diâmetro da bobina também determina o espaço de separação entre dois
sensores. Os sensores não blindados (salientes), devem manter maior distância
entre si, do que o blindados (embutidos), já que o campo electromagnético atinge
os lados e a sobreposição dos dois campos electromagnéticos pode dar leituras
falsas.
Distância Sensora Operacional:Factores de redução
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 30
Máxima distância de operação 
(ponto de detecção)
Cobre  0.4 x a distância de detecção publicada
Alumínio  0.45 x a distância de detecção publicada
Latão  0.5 x a distância de detecção publicada
Aço inox  0.9 x a distância de detecção publicada
Aço rijo  1,0 x a distância de detecção publicada
Sensores de proximidade Indutivos
‒A distância nominal de detecção é uma quantidade convencional utilizada para
designar a distância a que um objecto standard ao aproximar-se da face sensível
do sensor, causa uma alteração do sinal de saída.
‒Um objecto standard é definido como um quadrado de aço macio de 1 mm de
espessura. Como distância de lado (L), será o diâmetro da face sensível do
sensor (D), ou três vezes a distância de operação (Sn), qualquer das duas, a que
seja maior.
Distância Sensora Operacional:Factores de redução
L=D(se 3 x Sn < D) ou:
L
Aço macio
L=3xSn (se3xSn>D)
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 31
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Fatorde redução
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Factorde redução
Fator de Redução
Sensores de proximidade Indutivos
Distância Sensora Operacional:Factores de redução
Elementopadrãonormalizado
ST 37
Elementopadrão
normalizado
ST 37
a
BERO montado embutido
a
BERO montado embutido 
a
BERO montadonão embutido
a
BERO montadonão embutido
Aço
(V2A)
Aço
(V2A)
Alumínio
Latão
Alumínio
Latão
a
Cu
a
Cu
Elementopadrão
normalizado
ST 37
Elementopadrão
normalizado
ST 37
Aço
(V2A)
Aço
(V2A)
Alumínio, BronzeAlumínio, Bronze
a
Cu
a
Cu
Metal
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Metal
Metal
Protector
BobinaCobertura
Ferrite
Montagem
Sensores de proximidade Indutivos
 Os Sensores blindados podem ser
montados no mesmo nível do metal.
(embutidos).
 Os Sensores não blindados não podem ser
montados no mesmo nível do metal.
‒Na montagem, os sensores podem ser embutidos (faceados) ou salientes (não faceados).
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Montagem
Sensores de proximidade Indutivos
•Faceados •Não faceados
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 34
Zona livre
Metal
Metal
Montagem: Não embutidos
Sensores de proximidade Indutivos
2 · Sn
3 · Sn 3 · d1
‒Neste tipo o campo electromagnético emerge também da superfície lateral da face
sensora, sendo sensível à presença de metal ao seu redor.
d1
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 35
Características Construtivas
Montagem
Sensores de proximidade Indutivos
•Embutidos
‒Este tipo de sensor tem o campo electromagnético emergindo apenas na face sensora e
permite que seja montado numa superfície metálica.
•Semi-Embutido
‒O campo electromagnético emerge somente na face sensora mas é
afectado por metais próximos a sua à face, podendo ser instalado
em superfícies metálicas desde que obedeça uma distância livre a
partir da superfície sensora.

3
X
S
n
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 36
Detectará qualquer material condutor.
As maiores distâncias de detecção são para o aço macio.
O desempenho do sensor pode ser afectado por:
 Temperatura
 Material do alvo
 Dimensões do alvo
Símbolo
Características e Especificações
Sensores de proximidade Indutivos
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 37
http://www.profelectro.info/Uploads/luisj/SensorIndutivoConsideracoesAlvo_PT.swf
Sensores de proximidade Indutivos
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 38
Sensores de proximidade Indutivos
Características e Especificações
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 39
Aplicações
Sensores de proximidade Indutivos
Detectar pontas de 
brocas partidas.
Detectar a presença 
de lata e tampa.
Detecção de parafusos 
de fixação no eixo para 
controlo de velocidade e 
direcção.
Detectar a posição 
Aberta/Fechada de 
válvulas hidráulicas.
Controlo de eixo de 
ressaltos.
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 40
Aplicações
Sensores de proximidade Indutivos
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 41
Vantagens
Sensores de proximidade Indutivos
‒As vantagens dos sensores indutivos são:
Não é afectado pela humidade.
Não é afectado por poeira ou ambientes sujos.
Não depende do movimento de partes (manutenção).
Nãos é afectado por cores.
Menos dependente do tipo de superfície a sensorear que outras tecnologias.
Não tem zonas cegas.
Desvantagens
‒As precauções com os sensores indutivos incluem:
Só detectam objectos metálicos.
A distância de operação é mais curta do que noutras tecnologias.
Pode ser afectado por campos electromagnéticos fortes.
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 42
Sensores Face sensora
Electronics
Fios de 
alimentação
Electrónica
Switch
‒Os sensores discretos de estado sólido funcionam de forma semelhante a um
comutador, mas a corrente só flui numa direcção. Os dispositivos de estado
sólido são fiáveis, económicos, pequenos e rápidos. O único inconveniente é
que você tem que saber a direcção do fluxo de corrente. NPN e PNP são termos
técnicos para o tipo de transistor usado para comutar a saída. O tipo de
transistor determina a direcção do fluxo de corrente.
• O desenho mostra 2 fios de alimentação do 
sensor e 2 para a comutação. A maioria dos 
sensores usam somente 3 fios tendo um fio 
função dupla, levando sinais de alimentação e 
da saída. 
carga
Sensor PNP
Configuração de sensores 3 fios DC
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Sensores
‒Os sensores PNP são às vezes chamados de "sensores de alimentação" porque
eles fornecem energia positiva para a saída.
‒Os sensores NPN são denominados "sensores de aterramento" porque ligam
“terra” (massa) á saída.
NPNPNP
PNP - 3 fios: Diagrama standard NPN - 3 fios: Diagrama standard
carga Saída 
NPN
Sensor
Conector (pinos)
Saída 
PNP
carga
‒O "N" significa "Negativo" e o "P" significa "Positivo". Em relação aos sensores,
um dispositivo NPN é aquele que pode comuta o lado negativo do circuito
enquanto um dispositivo PNP comuta o lado positivo.
‒O termo "carga" identifica o dispositivo que o sensor alimenta. A carga pode ser
uma lâmpada, válvula pneumática, relé ou entrada de PLC.
3/4fios
Configuração de sensores 3 fios DC
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Sensores
Configuração de sensores 3 fios DC
‒São sensores construídos para funcionarem com alimentação em corrente contínua na faixa
de 10 a 30 VDC e comutarem cargas também em corrente contínua, sejam elas indutivas ou
resistivas, cujo fio de massa ou comum, seja o negativo. Eles podem ter a configuração de
saída com: 1 saída normalmente aberta (NO) ou 1 saída normalmente fechada (NC) ou 2
saídas opostas (NO +NC).
•Configuração PNP
‒Para a facilidade de identificação deste tipo eléctrico (PNP), a face activa ou face sensível é
de cor verde.
 T1 - Transistor de saída.
 Ra - Resistor de carga de colector.
 Dz - Diodo zéner para supressão de picos
de tensão na carga.
 D - Diodo de protecção contra inversão de
polaridade.
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Sensores
•Configuração NPN
 T1 - Transistor de saída.
 Ra - Resistor de carga de colector.
 Dz - Diodo zéner para supressão de picos
de tensão na carga.
 D - Diodo de protecção contra inversão de
polaridade.
‒Para a facilidade de identificação deste tipo eléctrico (NPN), a face activa ou face sensível é
de cor vermelha.
‒ Uma corrente de saída PNP (comuta a carga para DC positivo) e é necessário que o outro
lado da carga esteja ligado a DC negativo. Uma saída NPN, que aterra a corrente (comuta a
carga para DC negativo), é usada quando o outro lado da carga está ligado a DC positivo.
Estes dois tipos de ligação são ilustrados ao lado, onde o grande quadrado à esquerda é o
sensor, e as conexões da fonte de alimentação estão à direita, e o rectângulo pequeno
tracejado representa a carga.
Configuração de sensores 3 fios DC
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Sensores
•Configuração PNP 3 fios
3 fios PNP (NO): São sensores com saída a
transistor, ligando o terminal positivo da fonte.
3 fios PNP (NC): São sensores com saída a
transistor, desligando o terminal positivo da
fonte.
NO
NC
Configuração de sensores 3 fios DC
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Sensores
•Configuração NPN 3 fios
NO
3 fios NPN (NO): São sensores com saída a
transistor, ligando o terminal negativo da fonte.
3 fios NPN (NC): São sensores com saída a
transistor, desligando o terminal negativo da
fonte.
Configuração de sensores 3 fios DC
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Sensores
•Configuração PNP e NPN 4 fios
4 fios DC PNP (NC+NO): São sensores com 2 saídas.
Uma complementar da outra. A versão standard inclui
protecção contra curto-circuito, protecção contra
inversão de polaridade e contra picos criados pela
desconexão de cargas indutivas. São compatíveis com
unidades P.L.C.s
4 fios DC NPN (NC+NO): São sensores com 2 saídas.
Uma complementar da outra. A versão standard inclui
protecção contra curto-circuito, protecção contra
inversão de polaridade e contra picos criados pela
desconexão de cargas indutivas. São compatíveis com
unidades P.L.C.s
(2)
(2)
Configuração de sensores 3 fios DC
4 fios DC NPN (NO) e PNP (NO): com uma saída
PNP aberta e com uma saída NPN aberta.
(2)
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Sensores
Vantagens da saída 3-fios DC 
 Corrente de fuga muito baixa.
 Protecção contra curto-circuito.
 Teste simples sem carga, somente alimentação e LED de saída do sensor.
 Comum, disponível, oferece muitas configurações.
 Também tem variedades de 4 fios, que incluem ambas as saídas NO e NC…
Desvantagens da saída 3-fios DC 
 A ligação à carga deve ser feita de acordo como a configuração PNP 
ou NPN.
 Mais fios!....
Configuração de sensores 3 fios DC
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 50
Sensores
Configuração de sensores 2 fios DC
Na configuração de 2 fios, a saída e a carga são conectadas em série com a fonte de
alimentação para o sensor, e a corrente de fuga é maior para que o sensor possa operar
mesmo quando o elemento de comutação está no estado aberto. A conexão à carga pode
ser através do DC positivo ou negativo, o que torna a saída de 2 fios mais versátil.
Carga
BU
BN
Vantagens da saída 2-fios DC 
 Ligação simples de 2 fios.
 Tipicamente com protecção de curto-circuito.
 Irá aterrar ou alimentar, dependendo da localização da carga.
Desvantagens da saída 2-fios DC 
 Maior queda de tensão e maior Corrente de fuga.
 A carga deverá ser correctamente colocada par operação ou teste.
 Poucos modelos disponíveis em comparação com os de 3 fios.
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 51
Sensores
Configuração de sensores 2 fios AC
Este tipo de conexão é muito semelhante à de DC de 2 fios, para tensões de 40 a 100 VAC e
de 90 a 250 VAC com uma queda de tensão e uma corrente de fuga a considerar ao
determinar a compatibilidade da saída do sensor com as características de carga. Deve-se
notar que a maioria dos sensores AC de 2 fios não incluem protecção contra curto-circuito, e
deve sempre ser operado com uma carga conectada. Aplicar energia ao sensor sem carga
pode danificá-lo. Outro ponto a ter em consideração é que os sensores de AC de 2 fios com
caixas de metal normalmente têm três fios, mas isso não deve ser confundido com operação
de 3 fios - apenas dois dos fios são usados na conexão da carga, com o terceiro fio
disponível é para aterrar a caixa, se tal for desejado e deve ser ligado terra ou massa.
Vantagens da saída 2-fios AC 
 Ligação simples de 2 fios.
 A Carga tanto pode estar no lado “vivo” ou no lado neutro…
Desvantagens da saída 2-fios AC 
 Normalmente não protegido contra curto-circuitos 
 É necessária uma carga para a operação ou teste do sensor.
 Poucos modelos disponíveis em comparação com dispositivos de 3 fios DC.
Carga
BU
BN
F
N
GN/YE
TR
R
C
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 52
Sensores
Configuração de sensores 2 fios AC/DC
Com um circuito especial, permite que os sensores AC/DC de 2 fios operem com
alimentação e cargas, de corrente AC ou DC, e a protecção contra curto-circuito também é
geralmente incluída. Sua queda de tensão e as especificações de corrente de fuga são
tipicamente mais elevadas, mas por outro lado, a sua conexão e operação é muito
semelhante aos dispositivos DC de 2 fios ou de AC 2 fios.
Carga
BU
BN
GN/YE
Vantagens da saída 2-fios AC/DC 
 Ligação simples de 2 fios.
 Tensão de operação universal de grande alcance.
 Tipicamente com protecção de curto-circuito.
 A Carga pode estar em qualquer um dos lados das ligações da fonte de alimentação.
Desvantagens da saída 2-fios AC/DC 
 Maior queda de tensão e corrente de fuga.
 É necessária uma carga para a operação ou teste do sensor.
 Poucos modelos disponíveis em comparação com dispositivos de 3 fios DC.
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 53
Sensores
Saídas: 2 fios, NAMUR
NAMUR (NO): Estes sensores têm função semelhante
aos sensores convencionais, porém não possuem
transistor de comutação na saída e trabalham em baixa
tensão, pois são alimentados com 8,2V. São usados em
ambientes críticos, potencialmente explosivos. Em
aplicações standard (atmosferas normais) o sensor deve
ser utilizado com unidades amplificadoras.
BU
BN
+8,2V
‒Quando o sensor detecta um alvo, o fluxo de corrente
através do sensor cai para menos de 1,2 mA. Quando o
alvo se afasta do sensor e não é detectado, o fluxo de
corrente aumenta para acima de 2,1 mA. Esta alteração
do nível de corrente é detectado pelo instrumento para
determinar se o sensor NAMUR está detectando um
alvo ou não.
Zona de comutação
Ponto de Comutação
Na ausência de alvo a corrente é 2,1mA
Na presença de alvo a corrente diminui para cerca de1,2 mA
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 54
ligações: 2,3 e 4 fios
3 fios
4 fios
Sensores de proximidade Indutivos
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 55
ligações: 2,3 e 4 fios
Sensores de proximidade Indutivos
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 56
PNP output type
•Normally Open
1 : +V.
2 : Not connected.
3 : 0 V.
4 : Output.
•Normally Closed
1 : +V.
2 : Output.
3 : 0 V.
4 : Not connected
DC 2-wire type Wiring diagram
M12 connector pin position
M12 connector pin position
•Normally Open
1 : Not connected
2 : Not connected
3 : +V
4 : 0 V
•Normally Closed
1 : +V
2 : 0 V
3 : Not connected
4 : Not connected
Normally Open
1 : +V
2 : Not connected
3 : Not connected
4 : 0 V
DC 3-wire type Wiring diagram NPN output
ligações: 2,3 e 4 fios
Sensores de proximidade Indutivos
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 57
Montagem paralela & série
Sensores de proximidade Indutivos
ligações: 2,3 e 4 fios
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 58
Cuidados na Instalação de sensores
Sensores de proximidade Indutivos
‒Relacionamos a seguir os principais cuidados que o utilizador deve observar durante a
instalação e operação dos sensores electrónicos de proximidade. A não observação destes
itens pode provocar o mau funcionamento e até mesmo um dano permanente no sensor,
com a consequente perda da garantia.
Configuração Correta: Observar os diagramas de
conexões identificando as cores dos fios ou os pinos
dos conectores, antes de instalar o sensor evitando
principalmente que a saída do sensor seja ligada a
rede eléctrica causando uma explosão interna.
Cabo de Conexão: Evitar que o cabo de conexão do sensor seja
submetidoa qualquer tipo de esforço mecânico.
Oscilação: Como os sensores são resinados, pode-se utilizá-los
em máquinas com movimentos, apenas fixando o cabo junto ao
sensor através de braçadeiras, permitindo que só o meio do cabo
oscile.
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 59
Cuidados na Instalação de sensores
Sensores de proximidade Indutivos
Suporte de Fixação: Evitar que o sensor sofra impactos com outras
partes ou peças e não seja utilizado como apoio.
Partes Móveis: Durante a instalação observar atentamente a
distância sensora do sensor e a sua posição, evitando desta
forma impactos com o accionador.
Porcas de Fixação: Evitar o aperto excessivo das porcas de fixação.
Produtos Químicos: Nas instalações em ambientes agressivos
devemos contactar o depto técnico, para especificar o sensor
mais adequado para a aplicação.
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 60
Cuidados na Instalação de sensores
Sensores de proximidade Indutivos
Condições Ambientais: Evitar submeter o sensor a condições ambientais
severas com temperatura de operação acima do limite do sensor.
Cargas Indutivas: Os sensores possuem protecção contra os picos de
tensão gerados por cargas indutivas, mas aconselhamos utilizar
supressores de ruídos nas bobinas dos solenóides, ajudando a
eliminar os altos picos de tensão.
Cablagem: Conforme as recomendações das normas técnicas, deve-se
evitar que os cabos de sensores e instrumentos de medição e controlo,
utilizem os mesmos circuitos de alimentação de potencia.
Nota: Apesar dos sensores possuírem protecção para ruídos, caso os cabos dos sensores ou da
fonte de alimentação utilizarem as mesmas cavaletas dos circuitos de potência com motores, freios
eléctricos, disjuntores, contactores, etc.; as tensões induzidas podem possuir energia suficiente para
danificar os sensores.
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 61
Cuidados na Instalação de sensores
Sensores de proximidade Indutivos
Lâmpadas Incandescentes: Não se deve utilizar
lâmpadas incandescentes com os sensores,
principalmente nos modelos de corrente alternada, pois
a resistência do filamento frio provoca uma corrente de
pico, que pode danificar permanentemente o sensor.
•As cargas indutivas, tais como contactores, relés, solenóides, etc.; devem ser bem
especificadas pois tanto a corrente de comutação como a corrente de arranque podem
danificar o sensor.
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 62
Tenha um Bom Dia e … Sorria!
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22/11/2016 Por : Luís Timóteo 63
Automação Industrial: Sensores Indutivos
22/11/2016 Por : Luís Timóteo 64
http://www.ebah.com.br/tecnologia-automacao-industrial
Bibliografias
http://www.fargocontrols.com/sensors/inductive_op.html
http://www.electronicshub.org/sensors-and-transducers-introduction/
http://automationcambodia.blogspot.pt/
http://coparoman.blogspot.pt/2014/08/diagramas-electricos-de-sensores-de.html
http://blog.pepperl-fuchs.us/blog/bid/298411/Electronic-Sensor-Outputs-and-Wiring-Configurations
http://ee.ascs3.uakron.edu/ida/sensors/
http://www.slideshare.net/tukya/sensors-11077017
http://machinedesign.com/sensors/proximity-sensors-compared-inductive-capacitive-photoelectric-and-ultrasonic
http://www.electronics-tutorials.ws
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgwJ0AA/instrumentacao-industrial-senai-tubarao
http://www.prof2000.pt/users/lpa/Automatismos%20industriais.html
http://www.sense.com.br/idiomas/pt_BR/arquivos/produtos/arq2/Indutivos