SENSORES ÓPTICOS

INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA• Professor Luciano Fontes

KLEBER ANTÔNIO LEITE LOPES• Matrícula: 200321714• E-mail: kleber.leite@gmail.com

SUMÁRIO

Processos de Controle; Princípio de Funcionamento; Conversão do Sinal; Transformação do Sinal; Diagrama Esquemático; Condicionamento de Sinais; Funcionamento Macro; Sistemas de Detecção; Aplicações;

A grandeza física das variáveis controladas são grandezas nãoelétricas, como por exemplo: posição, velocidade, pressão, vazão,

força, temperatura e umidade;

É necessário transformar tais grandezas físicas em grandezas elétricas (corrente ou tensão);

O elemento que realiza a transformação de uma forma de energia em outra é denominado transdutor

O transdutor é um sistema completo que produz um sinal elétrico de saída proporcional à grandeza sendo medida.

O sensor é apenas a parte sensitiva do transdutor .

Processos de Controle

Princípio de Funcionamento Sensores Fotoelétricos

Uma fonte de luz ou transmissor de luz (LED) [1] Um receptor (Fototransistor) [2] Um conversor de sinal [3] Um amplificador[4]. 

Transmissor

O transmissor envia o feixe de luz através de um fotodiodo, que emite flashes, com alta potência e curta duração, para evitar que o receptor confunda a luz emitida pelo transmissor com a iluminação ambiente.

Receptor O receptor é composto

por um fototransistor sensível a luz, que em conjunto com um filtro sintonizado na mesma freqüência de pulsação dos flashes do transmissor, faz com que o receptor compreenda somente a luz vinda do transmissor.

Fototransistor É um transistor cuja junção coletor-base

fica exposta à luz e atua como um foto-diodo. O transistor amplifica a corrente, e fornece alguns mA com alta luminosidade. Sua velocidade é menor que a do foto-diodo.

Suas aplicações são as do fotodiodo, exceto sistemas de fibra óptica, pela operação em alta freqüência.

Conversão do Sinal

Os pulsos de luz que são recebidos pelo fototransistor são convertidos em sinais elétricos,os quais são processados para se determinar se correspondem a uma transmissão de luz. Realizada a verificação a saída do sensor comuta a chave de acordo com o sinal .

Transformação do Sinal

Diagrama Esquemático

FenômenoFísico

TransdutorSinal Elétrico

proporcional à grandeza física

Transferência de energia que sensibiliza

o elemento sensor

Condicionamento de Sinais

O condicionamento de sinais analógicos proporciona a operação necessária para transformar asaída de um sensor em uma forma

necessária e adequada para “interfaciar” com outros elementosdo “loop” de controle de processo

Funcionamento Macro

Sistemas de Detecção porSensores Ópticos

Barreira ou interrupção de luz

Proximidade difusa ou Difusão

Retro-reflexivos ou de reflexão

Sistema por Barreira O transmissor e o receptor estão em unidades

distintas e devem ser dispostos um frente ao outro, de modo que o receptor possa constantemente receber a luz do transmissor. O acionamento da saída ocorrerá quando o objeto a ser detectado interromper o feixe de luz.

Sistema por Difusão Neste sistema o transmissor e o receptor

são montados na mesma unidade. Sendo que o acionamento da saída ocorre quando o objeto a ser detectado entra na região de sensibilidade e reflete para o receptor o feixe de luz emitido pelo transmissor.

Sistema Reflexivo Este sistema apresenta o transmissor e o receptor em

uma única unidade. O feixe de luz chega ao receptor somente após ser refletido por um espelho prismático, e o acionamento da saída ocorrerá quando o objeto a ser detectado interromper este feixe.

Aplicações Sensores de LUZSensores de LUZ

Além de seu uso em fotometria (incluindo analisadores de radiações e químicos), é a parte de sistemas de controle de luminosidade, como os relés fotoelétricos de iluminação pública e sensor indireto de outras grandezas, como velocidade e posição;

Aplicações

Dúvidas???