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O que é um sensor?
� Algo que detecta o estado do ambiente.
– Um sensor é um aparelho para detectar e sinalizar uma condição que se 
altera. Pode ser a presença ou ausência de um objecto ou material. Pode
ainda ser uma quantidade mensurável como uma distância, tamanho ou
cor. Esta informação que se obtém a partir da saída de um sensor é a base 
para a monitoração e controlo dos processos de manufactura.
� Serão sensores? 
– Positioning devices 
– Encoders
– Visão
– Detectores de minas (detector vs. sensor)
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Sensores
� Fotoeléctricos / infravermelhos
� Capacitivos 
� Indutivos
� Contacto mecânico
� Sensores de força
� Encoders
� Sensores de posicionamento
� Sensores de corrente
� Sensores por ultrasons
� Sensores de Cor
� Ladar (laser distance and ranging)
– Tempo de trânsito da onda
– Deslocamento de fase
� Radar – Radio Detection and Range
� Visão
� Temperatura
� GPS
� Sistemas Inerciais
� Bússolas
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Sensores
� Binários ou discretos
– Respondem à questão “O objecto existe ou não?”
– O seu output é um sinal binário 0 ou 1.
– São simples
� Analógicos
– Respondem à questão “Onde está?” ou “Qual a 
quantidade?”
– O output é uma quantidade que tanto pode ser 
representada analógicamente como digitalmente
– Podem estar associados a controladores complexos
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Sensores
� Sensores de Contacto
– componentes electromecânicos que detectam alterações através de 
contacto físico com o objecto que pretendem detectar
– mais fáceis de perceber
– suportam correntes superiores e toleram melhor distúrbios da rede
– não necessitam de ser alimentados
– Ex:
» encoders, sensores de fim de curso e sensores de segurança
� Sensores sem Contacto
– componentes electrónicos que criam um campo eléctrico que é alterado 
pelo objecto a detectar
– maior flexibilidade, menor manutenção e são mais rápidos
– Não se desgastam mecanicamente
– Ex:
» fotoeléctricos, indutivos, ultra-sons e capacitivos
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Escolha de Sensores
� Determinar onde o sensor pode ser necessário
– identificar as funções do sistema
» que condições devem ocorrer para que a função seja realizada
» que feedback é necessário durante a ocorrência da função
» que condições devem ocorrer, após a função, para garantir que a função foi realizada 
com êxito
– identificar sub-funções de cada uma das funções
� Verificar se o sensor pode ser aplicado
– condições de carga
– alimentação disponível
– características do alvo
– condições ambientais
� Determinar as propriedades físicas do objecto a detectar
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Escolha de Sensores - Factores
� Precisão - valor estatístico da variação das leituras
� Calibração - Necessário uma vez que as leituras poderão 
alterar-se com o tempo
� Custo – Podem ser bastante caros
� Ambientais - Limites de humidade e temperatura.Podem 
funcionar bem em ambientes indoor mas bastante mal em 
ambientes outdoor.
� Raio de acção - Limites da medida do sensor. Se o alvo estiver 
muito perto podem não detectar nada, ou mesmo se passando 
quando estiver muito longe. Repetitibilidade - Variação dos 
valores do sensor para uma mesma condição
� Resolução - menor incremento que o sensor pode detectar
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Sensores – Algumas características importantes
� Nominal sensing distance - is the 
rated operating distance for which a 
sensor is designed
�Hysteresis - is the difference between 
the operate (switch on) and release 
(switch off) points when the target is 
moving away from the sensor face. 
Without sufficient hysteresis a proximity 
sensor will continuously switch on and 
off, or “chatter,” when there is excessive 
vibration applied to the target or sensor. It 
can also be made adjustable through 
added circuitry.
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Sensores – Algumas características importantes
� Repeatability – Capacidade do sensor repetir a 
medida debaixo das mesmas condições.
� Switching Frequency - is the number of switching 
operations per second achievable under 
standardized conditions. In more general terms, it is 
the relative speed of the sensor.
� Response Time - is the amount of time that elapses 
between the detection of a target and the change of 
state of the output device (ON to OFF or OFF to 
ON). It is also the amount of time it takes for the 
output device to change state once the target is no 
longer detected by the sensor.
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Sensores
� Alimentações mais frequentes nos sensores industriais
– 220 V AC e 110 V AC
– 12 e 24 V DC
� Consumos de corrente típicos
– fotoeléctricos: 35 mA
– ultra-sónicos: 70 mA
– indutivos: 15 mA
– capacitivos: 15 mA
� Tipos de Saídas
– relay (SPST, SPDT, DPDT)
– transistor, fet, triac, 
– analógico, 
– rede ou bus
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Sensores
Sensor NPN
carga
+
-
Sensor PNP
carga
+
-
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Sensores de Fim de Curso
Até 20 A
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Sensores Indutivos
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Sensores Capacitivos
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Sensores Fotoeléctricos
�Componentes
– fonte (pode ser modulada)
» lâmpadas incandescentes
» leds da gama visível
» infravermelhos
– receptor
» se a fonte for modulada o receptor tem de estar sintonizado. 
– Saídas
» relay, triac, FET, PNP e NPN
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Sensores Fotoeléctricos
Modo de Oposição
� 2 objectos: emissor e receptor
� detecção ocorre quando o feixe é 
interrompido
� Tem um custo inicial mais alto e 
é por vezes difícil de alinhar
� Apresenta grandes vantagens na 
detecção de produtos opacos
� É bastante fiável na presença de 
condições ambientais adversas 
como pó, fuligem, fumo, 
humidade, ...
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Sensores Fotoeléctricos
Modo de Reflexão
� 1 objecto: emissor e receptor
� Baixo custo e fácil instalação
� Atenção aos objectos brilhantes 
que passem junto do reflector 
(proxing)
� Não é muito recomendados para 
detecção de componentes 
pequenos
� Para resolver o proxing pode-se 
utilizar luz polarizada que reduz 
o alcance do sensor
� É um dos sensores mais 
utilizados na indústria, 
nomeadamente na 
movimentação de materiais
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Sensores Fotoeléctricos
Modo de Proximidade
� 1 objecto: emissor e receptor
� A recepção ocorre através da 
reflexão do feixe do emissor na 
superfície a detectar
� Ideal para situações em que o feixe 
de luz não possa passar pelos 
objectos
� Tem de se resolver o problema de 
quando a luz natural reflectida pela 
superfície é quase tanta como a 
reflectida pelo emissor
� Existe um conjunto variado de 
lentes que permitem diversas 
aplicações
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Sensores Fotoeléctricos
Modo de Feixe 
em “V”
� 1 objecto: emissor e 
receptor
� A recepção ocorre 
através da reflexão do 
feixe do emissor na 
superfície a detectar
� Regula-se a distância 
para que o feixe 
reflectido atinja o 
receptor
� Feixe muito fino, permite 
detectar pequenas partes
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Sensores Fotoeléctricos
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Fontes
INVISIBLE INFRARED LIGHT SOURCE(880 NM)
• Melhor escolha para situações em que os materiais são opacos. 
• Aumenta o grau de alcance.
• Boas escolha para situações ambientais hostis.
• Preferível para usar com guias de fibra óptica de vidro. Não usar com guias 
de fibra óptica de plástico
• Preferível na detecção de objectos coloridos escuros, usando modo de 
proximidade (ex: preto, azul, verde, ...)
• Muito interessante para verificação se as vasilhas estão ou não cheias.
• Percepção de Cor; tende a favorecer os objectos azuis.
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Fontes -
Vermelho : (660nm)
• Boa escolha para utilização com guias de fibra óptica de plástico
• Bom para detectar objectos translúcidos no modo de proximidade
• Bom para detectar objectos transparentes usando fibra óptica (bifurcada) no 
modo por reflexão 
• Bom para polarizar - reduzir proxing
Blue : (480nm)
• Funciona bastante bem para combinações difíceis de cores, tais como amarelo sobre branco, 
cor de rosa sobre branco e “labels” brancas em cartão
• A melhor escolha para detectar objectos translúcidos ou transparentes, plástico ou vidro, em 
modo de reflexão
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Fontes
Green : (550nm)
• Bom para situações em que o verde funcione como um bom filtro
• Bom para descriminar objectos vermelhos/cor de rosa com luz de 
fundo colorida
Luz Branca
• A melhor escolha para detectar todoo tipo de impressões em materiais 
de embrulho
• Recomendado para detectar objectos coloridos escuros quando em 
modo de proximidade
• Melhor escolha para a escolha de objectos coloridos
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Sensores Deslocamento e Movimento
� Resistivo (potenciometrico)
– excitação em corrente 
– linear 
� Reluctive LVDT (linear variable transformer) 
– Core movement through transformer
– Excitação AC
– Mudança de fase da tensão
� Encoders
– Saída por impulsos
– Quadratura
� Podem-se medir deslocamentos lineares usando sensores 
potenciometricos ou um LVDT 
� Podem-se medir deslocamentos angulares ou rotações 
usando um RVDT (rotational variable differential 
transformer) ou um encoder.
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LVDT
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Encoders
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Encoders
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Wireless Sensors ?
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Solar Cell
Digital Infrared Ranging
Compass
Touch Switch
Pressure Switch
Limit Switch
Magnetic Reed Switch
Magnetic Sensor
Miniature Polaroid Sensor
Polaroid Sensor Board
Piezo Ultrasonic Transducers
Pyroelectric Detector
Thyristor
Gas Sensor
Gieger-Muller
Radiation Sensor
Piezo Bend Sensor
Resistive Bend Sensors
Mechanical Tilt Sensors
Pendulum Resistive 
Tilt Sensors
CDS Cell 
Resistive Light Sensor
Hall Effect
Magnetic Field
Sensors
Compass
IRDA Transceiver
IR Amplifier Sensor
IR Modulator
ReceiverLite-On IR 
Remote Receiver
Radio Shack
Remote Receiver
IR Sensor w/lens
GyroAccelerometer
IR Reflection
Sensor
IR Pin 
Diode
UV Detector
Metal Detector