trabalho de sensores

Prévia do material em texto

FACULDADE DE TECNOLOGIA DE ITAQUERA 
Prof. MIGUEL REALE 
 
 
 
 
 TECNOLOGO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
4ºSEMESTRE/TARDE 
 
 
 
 
 
 
 
SENSORES E INSTRUMENTAÇÃO – PROF. ALEX NUNES 
 
 
 
 
 
 
 
GEOVANI LIMA BASÍLIO/ RA: 2570901712008 
LETÍCIA CASTANHEIRA DOS SANTOS / RA: 2570901712039 
 
 
 
SÃO PAULO – 2018 
Trabalho 
Descreva cada um dos sensores a baixo, e pesquisar qual tem 
saídas analógicas de 4 a 20mA. 
 
 
 
 
Sensor óptico: 
 
Os sensores Ópticos ou fotoelétricos tem como princípio de funcionamento o uso da 
propagação da luz, este tipo de sensor é utilizado comumente para indexação de objetos 
ou para medições de distância em que um objeto se encontra em relação ao sensor 
A luz emitida pelos sensores ópticos pode ser dos seguintes tipos: 
 Vermelha; 
 Laser Vermelho; 
 Infravermelho. 
 
https://www.citisystems.com.br/sensor-voce-sabe-que-quais-tipos/
https://www.citisystems.com.br/sensor-voce-sabe-que-quais-tipos/
https://www.citisystems.com.br/sensor-voce-sabe-que-quais-tipos/
https://www.citisystems.com.br/sensor-voce-sabe-que-quais-tipos/
Cada tipo de luz é indicado para uma determinada aplicação, por exemplo, a luz 
vermelha é indicada para detecção de objetos opacos de médio e grande porte, como 
caixas de papelão e embalagens não metalizadas. Já a luz Laser é utilizada para detecções 
mais precisas envolvendo objetos de pequeno porte, devido ao feixe de emissão da luz 
ser estreito e focalizado. Por último, a luz Infravermelha é utilizada quando há a 
necessidade de se detectar objetos transparentes, como vidro, garrafas plásticas entre 
outros objetos. 
 
TIPO DE LUZ DETECÇÃO VISÍVEL A OLHO NÚ 
VERMELHA OBJETOS MÉDIOS OU GRANDES SIM 
LASER OBJETOS PEQUENOS SIM 
INFRAVERMELHA OBJETOS TRANSPARENTES NÃO 
 
 
Sensor óptico reflexivo: 
 
Este tipo de Sensor Óptico é dividido em dois componentes, possui uma unidade 
emissora que é responsável por emitir a luz, e outra unidade denominada receptora 
responsável por captar a luz emitida pelo receptor, criando-se um feixe de luz, onde ao 
objeto interceptar este feixe luminoso por completo, o sensor será atuado. Existem 
diversas aplicações que usam este tipo de sensor, como por exemplo, portas de garagem 
automáticas, a qual a função deste tipo de sensor é evitar que a porta se feche sobre algo. 
Trabalham em um range de operação de até 10m nos modelos com espelho prismático. 
 
 
 
Sensor óptico difuso: 
 
Sensores ópticos difusos possuem como característica principal o fato de o emissor 
e o receptor de luz estar no mesmo componente, dispensando o uso de outro componente 
com característica receptora ou de reflexão. O emissor envia um feixe de luz, podendo 
ser de qualquer tipo, e ao um objeto refletor passar por este feixe de luz, a luz é refletida 
pelo objeto de volta para a unidade receptora, que está localizada no mesmo componente, 
este tipo de Sensor Óptico possui um range de detecção inferior aos outros tipos, devido 
à reflexão depender exclusivamente do objeto a ser analisado, lembrando que quanto mais 
escuro for o objeto menor será o range de detecção. Os receptores difusos não bloqueiam 
luz não polarizada, permitindo que ele identifique a luz refletida pelo objeto. Trabalham 
em um range de operação de até 1m. 
 
 
 
Sensor óptico barreira: 
 
Este tipo de Sensor Óptico é composto de um emissor e outro receptor separados em 
2 peças, a unidade denominada receptora é responsável por captar a luz emitida pelo 
receptor, criando-se um feixe de luz, onde ao objeto interceptar este feixe luminoso por 
completo, o sensor será atuado. São os modelos de sensores ópticos de maior alcance, 
versões com alcance de até 150m. 
 
https://www.citisystems.com.br/sensores-opticos/
 
 
 
 
 
 
Sensor ultrassônico: 
 
Um sensor ultrassônico é um dispositivo que utiliza alta frequência de som para 
medir a distância entre itens determinados. Estes sensores são também conhecidos como 
transceptores, e são capazes de operar semelhante ao sonar. Enquanto o sonar é 
principalmente utilizado debaixo da água, os transceptores de ultrassom podem ser 
utilizados no ambiente terrestre, tendo o ar como meio de transmissão. Os sensores de 
ondas ultrassônicas são comuns em aplicações industriais e médicas, além de outras 
aplicações. 
Este tipo de sensor consiste tipicamente de uma unidade de transceptor único, que é 
capaz de emitir e detectar o som. Este dispositivo cria um pulso sonoro que está além da 
faixa de audição do ouvido humano. A maioria dos objetos sólidos é capaz de refletir 
ondas sonoras. O transceptor utiliza um temporizador para determinar com precisão 
quanto tempo um pulso ultrassônico leva para “saltar” em um objeto, e retornar à unidade. 
Um tipo de sensor de grande utilidade em automação, seja no sensoriamento de 
obstáculos para robô, de objetos em linhas de montagem (unidades fabris 
automobilísticas), basicamente é o sensor ultrassônico. Ele não precisa de contato físico 
com o objeto ou ainda de propriedades especiais desse produto, já que ele não só detecta 
sua presença, bem como ainda tem recursos para determinar qual é à distância em que ele 
se encontra. Além do mais, o princípio de funcionamento dos mesmos está baseado na 
emissão de uma onda sonora de alta frequência, e na medição do tempo levado para a 
recepção do eco produzido quando esta onda se choca com um objeto que seja capaz de 
refletir o som. Eles emitem pulsos ultrassônicos ciclicamente. Na verdade, quando um 
objeto reflete estes pulsos, o resultado será um eco recebido e convertido em um sinal 
elétrico, podendo ser um sinal de saída digital ou analógico, existe no mercado versões 
com sinal de saída analógico e digital na mesma peça. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sensor capacitivo: 
 
Antes de compreender o funcionamento de um sensor capacitivo é importante saber 
alguns conceitos sobre capacitor. Um capacitor é um dispositivo bastante simples. Um 
capacitor é um componente eletrônico passivo que armazena carga e energia no campo 
eletrostático. Consiste em dois condutores elétricos (conhecidos como placas) que 
armazenam cargas opostas. Essas placas são separadas por um tipo especial de isolador 
(isto é, um não condutor) conhecido como dielétrico. Por estas placas possuírem cargas 
opostas, o processo de armazenamento é caracterizado pela movimentação e transferência 
de elétrons de uma placa para outra. A diferença potencial causada por essa 
movimentação é o mesmo que a energia potencial armazenada na placa. A capacitância 
de um capacitor é a razão entre a diferença de potencial (DDP) entre as placas e a carga 
em cada uma das placas. Por sua vez, a capacitância é inversamente proporcional a 
distância entre as placas e diretamente proporcional a área das placas e a constante 
dielétrica do material isolante baseando neste conceito sobre capacitor, os sensores 
capacitivos funcionam de modo bem semelhante ao capacitor. A diferença está na forma 
em que são arranjadas as placas, nos sensores as placas são dispostas paralelamente uma 
a outra. O princípio de funcionamento baseia-se na mudança da capacitância da placa 
detectora localizada na região denominada sensível, ou seja, quando o dielétrico do meio 
varia. 
O funcionamento deste sensor capacitivo por sua vez, baseia-se na variação do 
campo elétrico no espaço em frente ao do eletrodo do sensor, o qual chamamos de zona 
ativa. O sensor será acionado quando o objeto se aproxima a uma certa distância e ele é 
posicionado em frente a zona ativa. A distância em que o sensor é acionado é chamada 
de distância de comutação, a qual pode variar muito dependendo da constante de 
permissividade do diâmetro do sensor, do material e da massa do corpo aproximado e na 
posição ao qual sensor é colocado. O sensor também é composto por um circuito de 
oscilador RC integrado. Com a aproximação de uma substância metálica ou não metálicana zona ativa, o valor da capacitância alterará. Com a variação da capacitância, a 
frequência do circuito oscilador muda. Esta mudança de frequência é enviada para um 
outro circuito chamado de detector, onde este irá transformar a variação da frequência 
ocasionada pela variação da capacitância em sinal de tensão. 
Vantagens na utilização: 
Entre as vantagens de utilizar sensores capacitivos, destacam-se as seguintes: 
• Detectam objetos e materiais líquidos, sólidos, gasosos, metais e não metais; 
• Capazes de detectar materiais ou objetos através de outros; 
• Detectam objetos com dimensões reduzidas; 
• Possui diversas configurações que facilitam a montagem; 
• Alta resolução e precisão na diferenciação dos materiais; 
• Acionamento sem contato físico; 
• Chaveamento em estado sólido, que aumenta a durabilidade; 
• Alta velocidade de resposta. 
 
Desvantagens na utilização: 
Entre as desvantagens, destacam-se as seguintes: 
• Sensibilidade altíssima a fatores ambientais, como umidade, temperatura; 
podendo afetar a distância sensora (distância em que o objeto ativa o sensor) 
• Este tipo de sensor só é capaz de medir e detectar objetos a uma distância muito 
pequena, esta é variada de acordo com o material a ser detectado. 
 
 
 
 
Sensor indutivo: 
 
Sensor indutivo é dispositivo eletrônico que é capaz de reagir a proximidade de 
objetos metálicos, esses dispositivos exploram o princípio da impedância de uma bobina 
de indução, que ao conduzir uma corrente alternada tem esta alterada quando um 
objeto metálico ou corrente elétrica é posicionado dentro do fluxo do campo 
magnético radiante. 
Isso ocorre, pois, o objeto absorve parte do campo magnético essa variação é 
detectada pelo circuito do sensor que produz um sinal de saída, podendo ser a atuação de 
um contato NA ou NF para corrente alternada ou contínua, um transistor ou ainda um 
sinal variável de tensão ou de corrente (saída analógica 4-20mA ou 0 a 10V). 
Um sensor indutivo é composto por quatro parte sendo: 
 Um oscilador verifica as mudanças de corrente contínua (DC) para 
corrente alternada (AC); 
 Um núcleo de ferro envolto em fios ou em uma bobina cria um campo 
magnético que será afetado pela presença de metal; 
 Os dispositivos de sensoriamento monitoram o circuito do campo 
magnético e as mudanças de campo causadas por metais passando nas 
proximidades; 
 Um processador de saída leva a informação ao circuito do sensor e envia 
um sinal para outros equipamentos. 
Aplicações do sensor indutivo: 
Foram introduzidos no mercado na em meados de 1960, geralmente aplicados para 
a substituição de chaves-fim-de-curso pois não requerem contato físico para atuar. esse 
fator proporciona uma maior durabilidade, segurança e velocidade de trabalho do 
equipamento. 
Possuem grande aplicação também na industrial para sendo utilizados em 
máquinas para contar peças, medir velocidade, detectar materiais de baixa resistência 
mecânica, entre muitas outras aplicações. É a opção de melhor custo-benefício para a 
automação de máquinas e equipamentos, muito robusto para o ambiente industrial.