Sensores e Transdutores Um sensor analógico apresenta no seu sinal de saída qualquer valor, contínuo, dentro do seu intervalo de operação. Precisamos de um sensor analógico para medir grandezas como: a temperatura, a pressão, a força, a luminosidade, a velocidade... A Figura 1 exemplifica a representação gráfica do sinal de saída de um sensor analógico que mede a temperatura.
Paula Domingues
Um sensor digital apresenta no seu sinal de saída, apenas um de dois valores possíveis ao longo do tempo. Esses dois valores são interpretados como "zero" e "um". Os sensores digitais são aplicados principalmente na deteção de objetos.
Formadora nas áreas de Eletrónica, Telecomunicações, Automação e Comando, IEFP, Évora
robótica
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ESPAÇO ELETRÓNICA INDUSTRIAL
pauladomingues47@gmail.com
No seguimento do artigo do trimestre anterior, em que entrámos um pouco no mundo da automação e controlo de sistemas, é pertinente abordar o tema Sensores e Transdutores. Num sistema de controlo, para que possamos obter valores relativos a cada uma das variáveis físicas do processo, torna-se necessário aplicar dispositivos capazes de medir cada uma das variáveis - os sensores. Um sensor pode ser definido como um dispositivo que reage específicamente a uma forma de energia, sendo essa reação mensurável. Os sensores podem ser classificados como sensores analógicos ou sensores digitais.
Nem sempre um sensor apresenta um sinal de saída capaz de ser utilizado diretamente num sistema de controlo. Muitas das vezes o sinal de saída do sensor apresenta um nível de tensão demasiado baixo, sendo por isso necessário amplificá-lo, através de um circuito de interface, para que este possa depois ser lido pelo controlador.
Figura 3. Amplificação do sinal de saída do sensor.
Atualmente existem no mercado inúmeros tipos de sensores, que podem ser classificados segundo o princípio do mesurando: SENSORES Mecânicos (sólidos)
Mecânicos (fluídos)
Térmicos
Outros
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Velocidade Aceleração Posição Força Binário Tensão Mecânica
Pressão Densidade Fluxo Viscosidade
Temperatura Fluxo de calor
Óticos Radiação Biológicos Acústicos
Tabela 1. Classificação dos sensores pelo princípio do mesurando.
Mas, os sensores também podem ser classificados pelo princípio de transdução: SENSORES
Figura 1. Sinal de saída de um sensor analógico.
Princípio de Transdução Passivo
Princípio de Transdução Ativo
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Capacitivos Indutivos Resistivos Potenciométricos Foto condutores Deformação relativa Mecânicos ...
Eletromagnético Piezoelétrico Fotovoltaico Termoelétrico
Tabela 2. Classificação dos sensores pelo princípio de transdução.
Os sensores de posição são, muitas vezes, utilizados como sensores de presença. É o caso dos sensores óticos. Este tipo de sensor tem como princípio de funcionamento a existência de um emissor e de um recetor, que, dependendo do tipo de sensor, poderão ou não estar inseridos no mesmo invólucro.
Figura 2. Sensor ótico que deteta a presença de um objeto.
Porém, os sensores de posição são também bastante utilizados em muitas outras aplicações onde a precisão e a sensibilidade do dispositivo de medição, deve ser ajustada em função do tipo de operação que está a ser monitorada. Este tipo de sensores ajuda muitas vezes a definir a posição de ferramentas de corte. Assim, são também sensores
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Um transdutor ativo necessita de uma fonte de alimentação externa para funcionar e parte da energia de saída provém dessa fonte. Este tipo de transdutor pode retirar ou inserir energia no processo.
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Figura 6. Transdutor Ativo.
Os transdutores podem ser simples ou compostos. Um transdutor simples apresenta apenas um estágio de transdução entre o sinal de entrada e o sinal de saída. Um sensor indutivo, por exemplo, na presença de um material ferromagnético, produz uma tensão elétrica na saída.
Semiconductors
Passive Components Electromechanical Components Displays & Boards
Storage Technologies Figura 7. Sensor indutivo.
Wireless Technologies
Lighting Solutions
Photovoltaic Solutions Figura 8. Transdutor simples.
O transdutor composto apresenta mais do que um estágio de transdução entre o sinal de entrada e o sinal de saída. É o caso de uma célula de carga, por exemplo. A célula de carga é um transdutor utilizado para converter uma força física numa tensão elétrica. Vejamos o seu princípio de funcionamento: Estágio 1: É composto por um dispositivo elástico, capaz de converter uma força física numa deformação mecânica. Estágio 2: É composto por extensómetros de resistência elétrica (strain gage), capazes de converter a deformação mecânica numa variação de resistência elétrica. Estágio 3: Realiza a conversão da variação da resistência numa variação da tensão elétrica, através de um circuito eletrónico, geralmente a ponte de wheatstone.
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Figura 9. Transdutor Composto.
Atualmente, encontramos facilmente no mercado todo o tipo de sensores e transdutores, capazes de medir de uma forma bastante eficaz, qualquer tipo de grandeza.
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