ELEMENTOS DE AUTOMAÇÃO - AULA 2 SENSORES RESISTIVOS

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⦁Sensores Resistivos
⦁ Objetivos de ensino: Entender como funciona
os sensores resistivos e suas aplicações.
⦁ Objetivos de aprendizagem: Aprender as
formas de ligação dos sensores resistivos e
suas funções.
⦁ Aplicações
⦁ Análise de Percentual de Oxigênio (Mecânica 
Automotiva)
⦁ Mediação de Temperatura em Processos 
Termodinâmicos
⦁ Sensor: Instrumento sensível a alguma forma de
energia (Ex: Luminosa, Térmica, Elétrica,
Mecânica entre outros)
⦁ Sensores Analógicos: sensor que pode assumir
qualquer valor no sinal de saída ao longo do
tempo, desde que seja dentro de sua faixa de
operação.
⦁ Ex: Pressão, Temperatura;
⦁ Sensores digitais: pode assumir apenas dois
valores;
⦁ Ex: Sensor de Presença.
⦁ Transdutor: É um dispositivo completo, que
contém o sensor, usado para transformar
uma grandeza qualquer em outra que pode
ser utilizada nos dispositivos de controle.
⦁ Os transdutores transformam uma grandeza
física (temperatura, pressão, etc) em um sinal
de tensão ou corrente que pode ser
facilmente interpretado por um sistema de
controle.
⦁ Atuadores: São dispositivos que modificam 
uma variável controlada.
⦁ Exs: Válvulas (pneumáticas, hidráulicas), 
Relés (estáticos, eletromecânicos);
⦁ Observações
⦁ Variável Controlada (Process Variable – PV): é a
variável que se deseja controlar.
⦁ Variável Manipulada (Manipulated Variable – MV):
é aquela que possui grande efeito sobre a
variável controlada.
⦁ Set – Point (SP): Valor desejado ou valor de
referência. É o patamar no qual se deseja manter
a variável controlada.
⦁ Sensores Elétricos de Temperatura
⦁ RTD (Resistance Temperature Detector): Varia
a resistência elétrica conforme a temperatura
(norma IEC 60751 – Industrial platinum
resistance thermometers and platinum
temperature sensors)
⦁ Sensores Elétricos de Temperatura
⦁ O RTD mais usado é feito de platina. O fio de
platina neste tipo de sensor possui bitola e
comprimento tais que sua resistência elétrica
a XºC seja Y ohms.
⦁ Sensores Elétricos de Temperatura
⦁ O RTD (Resistance Temperature Detector) também é
conhecido como bulbo de resistência elétrica dos
metais varia com a temperatura;
⦁ Características:
⦁ Alta estabilidade,
⦁ Baixa contaminação (Resistente a corrosão)
⦁ Menor influência de ruídos
⦁ Vantagens
⦁ Possui maior precisão se comparado a outros 
sensores;
⦁ Tem boas características de estabilidade;
⦁ Curva Resistência x Temperatura linear.
⦁ Desvantagens
⦁ Custo relativamente elevado;
⦁ Baixo alcance de medição;
⦁ Frágil Mecanicamente.
⦁ Resistance Temperature Detector – Ligação a 
2 fios (não recomendada).
⦁ Resistance Temperature Detector – Ligação a 
2 fios.
⦁ Este arranjo é o mais simples, mas não é
utilizado na indústria pois a medição do RTD
varia com a resistência do cabo (Rc1 + Rc2);
⦁ Resistance Temperature Detector – Ligação a 
3 fios.
⦁ Resistance Temperature Detector – Ligação a 3 fios.
⦁ Esta ligação é a mais utilizada na indústria, pois apresenta
pequeno erro devido ao cabo e é mais econômico do que a
ligação a 4 fios;
⦁ Neste arranjo, o circuito eletrônico no transmissor de
temperatura mede as resistências R1 e R2. Com isso, o
transmissor é capaz de obter o valor exato apenas da
resistência RTD, independente da resistência do cabo.
⦁ Resistance Temperature Detector – Ligação a 3 fios.
⦁ Nesta Ligação há um curto, para que o aparelho indicador 
faça uma compensação na medição;
⦁ O aparelho determina a resistência entre 2 fios para que o 
aparelho meça apenas o valor do bulbo PT-100;
⦁ É determinado a resistência dos condutores e é abatida tal 
resistência na hora da medição.
⦁ Resistance Temperature Detector – Ligação a 4 
fios.
⦁ Resistance Temperature Detector – Ligação a 4
fios.
⦁ É a forma mais precisa de se obter a leitura de um RTD;
⦁ Com a ligação a 4 fios, um par de fios é o responsável pela
circulação de uma corrente constante no RTD (~ 1 mA);
⦁ A tensão desenvolvida no RTD é simplesmente RTD x
corrente da fonte (independe de Rc1+Rc4), pois em uma
malha de corrente, a corrente é a mesma em todos os pontos,
sendo medida. O arranjo torna este esquema mais preciso,
restando apenas a resistência de RTD a ser medida.
⦁ PT -100
⦁ Possui em geral 3 fios;
⦁ Material de Platina ou Níquel;
⦁ Possui um bulbo cerâmico ou de vidro.
⦁ PT -100
⦁ Os bulbos de cerâmica 
recomendados para a indústria;
são mais
⦁ Existem várias dimensões e especificações 
existentes no mercado.
⦁ Bulbos de Resistência
⦁ Sensores Elétricos de Temperatura
⦁ Termopar: Produz uma tensão elétrica
proporcional a diferença de temperatura
(norma IEC 60584 – Termopares)
⦁ Definições em relação ao Termopar
⦁ Efeito Seebbeck: Produção de uma força
eletromotriz (tensão) devido a uma diferença de
temperatura entre duas junções de diferentes
metais;
⦁ Termopar: Par de condutores elétricos de metais
diferentes emanados de uma extremidade,
formando parte de um arranjo para se medir
temperatura pelo efeito termoelétrico.
⦁ Vantagens
⦁ Custo: termopares são geralmente mais baratos
que os sensores RTD;
⦁ Robustez: Em torno de condições ambientais, 
incluindo altas temperaturas e vibração;
⦁ Faixa de temperatura: podem trabalhar em até 
1.800 ºC. Os RTD’s são mais limitados.
⦁ Desvantagens
⦁ Estabilidade menor que o RTD
⦁ Ruído: é mais sensível
⦁ Calibração: necessita de calibração frequente
⦁ Funcionamento
⦁ Baseado no efeito Seebeck, os termopares tem o
seguinte funcionamento: possui 2 juntas de
materiais diferentes onde cada metal produz uma
tensão em suas extremidades, que é proporcional à
diferença de temperatura entre estas
extremidades.
⦁ Possui Cabos de extensão: Seus condutores
possuem a mesma composição nominal dos
seus respectivos termopares;
⦁ Tipos de Termopar
⦁ Simbologia das cores dos cabos
⦁ Principais características observadas para 
programação:
⦁ Sinal: Analógico
⦁ Range: Limites Superior e Inferior de medição 
de temperatura
⦁ CLP: uso de Blocos de Função
⦁ Exemplo: Sensor de Temperatura IFM com 
Display (Modelo TN2531)
⦁ PT-100
⦁ Fios
⦁ Bibliografia
⦁ Sensores Industriais: Fundamentos e
Aplicações. Autores: Daniel Thomazi & Pedro
Urbano Braga de Albuquerque.