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SENSORES, SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E INSTRUMETAÇÃO E
AQUISIÇÃO DE DADOSAQUISIÇÃO DE DADOS
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Sistemas de medidas
Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente.
A partir destas informações será possível modelar os fenômenos observados.
A maioria das informações são obtidas de forma experimental.
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EXPERIÊNCIAS
Qualitativa
Observação
Sem quantificação
Quantitativa
Constatar
Examinar
Medir
Valor numéricoValor numérico
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MEDIÇÃO
É o processo empírico e objetivo de designação de números a propriedades de objetos ou eventos do mundo real de forma a descrevê-los.
Comparação da quantidade ou variável desconhecida com um padrão definido para este tipo de quantidade, implicando então num certo tipo de escala, como mostrado pela Figura.
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Objetivos da medição
controle de processo
quantidades consumidas
investigação
segurança
verificação
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Sistema geral de medida
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Malha fechadaMalha fechada
Sistema de controle que usa sensores para medir a variável controlada, calcula o quão distante a variável controlada está do valor de referência e corrige as suas ações para alcançá-lo.
Malha abertaMalha aberta
Sistema em que o controle ocorre sem que haja uma amostragem do resultado ao longo do processo, ou seja, sem a utilização de sensores.
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Sensor
Dispositivos que mudam seu comportamento sob a ação de uma grandeza física, podendo fornecer direta ou indiretamente um sinal que indica esta grandeza.
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Transdutor
Sistemas compostos por sensores mais algum dispositivo elétrico, eletrônico ou eletromecânico.
É o complemento de um elemento sensor com o objetivo de tornar possível a medição de determinada grandeza ou mesmo melhorar as condições de medição do sensor.
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Áreas de aplicação
Automação industrial – Identificação de peças– Medição– Verificação de posição, etc .
Automação bancária e de escritório – leitura de código de barras– leitura de tarja magnética– identificação de impressão digital, etc .
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Áreas de aplicação
Automação veicular – Sensores de composição dos gases do
escapamento– Sensores de temperatura– Sensores de velocidade, etc
Automação residencial (domótica) – Sistemas de alarme– Sensores para controle de temperatura
ambiente– Sensores para controle de luminosidade– Sensores de vazamento de gás– Sensores de presença para acendimento
automático de lâmpadas, etc
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Exemplos de aplicação
Verificação da presença de peça
Contagem de peças
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Exemplos de aplicação
Verificação se o cilindro atingiu a posição desejada
Seleção de peças
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Exemplos de aplicação
Medição de uma peça
Identificação do perfil de uma peça
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Exemplos de aplicação
Verificação do nível de um reservatório
Identificar o sentido de giro de um objeto
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Exemplos de aplicação
Medir a velocidade de um motor
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Tipos de Sinais Gerados
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Caracterização dos Sensores
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Classificação dos Sensores
Passivos x Ativos
– Ex.: Chaves; Resistores Variáveis; Célula Fotoelétrica; Cristal Piezoelétrico.
Sensorentrada saída
Energia Auxiliar
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Classificação dos Sensores
Analógicos x Digitais– Ex.:
Chaves; Potenciômetro; Encoder.
Absolutos x Incrementais– Ex.:
Potenciômetro; Servo como sensor.
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Características estáticas
Exatidão – Qualidade da medição que assegura que a
medida coincida com o valor real da grandeza considerada.
– O valor representativo deste parâmetro é o valor médio.
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Precisão– Qualidade da medição que representa a
dispersão dos vários resultados, correspondentes a repetições de medições quase iguais, em torno do valor central.
Relação entre precisão e exatidão
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RESOLUÇÃO
Menor intervalo possível entre duas medidas discretas adjacentes.
A menor variação no sinal de entrada que resultará em uma variação mensurável na saída.
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SENSIBILIDADE
A razão entre a mudança y na saída, causada por uma mudança x na entrada.
Ex. LM35 10 mv/oC
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REPETIBILIDADE
Resultado de uma seqüência de medidas da saída com a mesma entrada nas condições de operação.
Fator primário para se determinar a precisão de um instrumento
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LINEARIDADE
Quando a curva de saída se aproxima de uma reta.
Levanta-se a curva que representa o comportamento do instrumento/sensor.
Faz-se o ajuste, traçando-se uma reta
V(v)
)(rad
radvs 5,0
max
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FAIXA
Região entre os limites nos quais a grandeza é medida, recebida ou transmitida.
Expresso em limites inferior e superior.
Ex. Faixa temperatura de -20 a 200 oC
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AMPLITUDE
Diferença algébrica entre os limites superior e inferior da escala de medidas.
Ex. Faixa de -20 a 200 oC tem-se uma amplitude de 220
São usualmente empregados na caracterização de transdutores, sensores ou mesmo instrumentos.
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HISTERESE
Dependência do valor de saída na história de excursões anteriores, para uma dada excursão de entrada
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ZONA MORTA
Faixa à qual a entrada varia sem dar início a mudança observável na saída
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DERIVA (drift)
Mudança indesejável que ocorre no sinal medido com o passar do tempo.
Causada por fatores ambientais ou intrínsecos ao sistema.
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Características Dinâmicas
Dinâmica
t(s)
T(graus)
Sensor
Temperatura Real
63,2%
f(hz)
1
|)(|
|)(|
X
Y
/1
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Características Dinâmicas
Atraso ou tempo morto
t(s)
Sensor
Posição Real
d
X(m)
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Tipos de SensoresTipos de Sensores
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Funções dos SensoresFunções dos Sensores
Cinemáticosposiçãoorientaçãovelocidadeaceleraçãoproximidade
Dinâmicosconjugado força tato
Outrospresençasom luz temperatura tensão e corrente
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Posição linear Posição angular De passagem: indicam que foi
atingida uma posição no movimento, os detetores de fim-de-curso e contadores
De posição: indicam a posição atual de uma peça, usados em medição e posicionamento.
Sensores de posiçãoSensores de posição
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Chaves fim-de-cursoChaves fim-de-curso
Interruptores que são acionados pelo objeto monitorado.
Também usados com motores para limitar movimento, como no caso de um plotter ou impressora, ou abertura / fechamento de um registro.
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Fim-de-curso magnéticoFim-de-curso magnético
Campo magnético num condutor distribui cargas: positivas de um lado e negativas do lado oposto da borda do condutor.
Semicondutor: efeito é mais pronunciado. Surge pequena tensão nas bordas do material (Efeito Hall).
Base do sensor magnético Hall: sensores em circuito integrado na forma de um transistor.
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Pode ser usado como sensor de posição se usado junto a um pequeno imã, colocado no objeto. Quando se aproxima, o sensor atua, saturando o transistor Hall, fazendo a tensão entre coletor e emissor próxima de 0V.
Sensores fim-de-curso Sensores fim-de-curso magnéticomagnético
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Posição com interruptor de Posição com interruptor de lâminaslâminas
Usando um interruptor acionado por imã.
Imã
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Posição com sensores Posição com sensores ópticosópticos
Por reflexão: detecta a posição pela luz que retorna a um fotosensor, emitida por um LED ou lâmpada e refletida pela peça.
Por interrupção: a luz emitida é captada por um fotosensor alinhado, que percebe a presença da peça quando esta intercepta o feixe. (light dependent resistor)
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Posição e orientação: Posição e orientação: potenciômetro.potenciômetro.
Tensão nos extremos de potenciômetro linear: tensão entre o extremo inferior e o centro (eixo) é proporcional à posição linear (potenciômetro deslizante) ou angular (rotativo).
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Sensores de posição e Sensores de posição e orientaçãoorientação
PotenciômetroRevoluçãoLinear
Vantagens: barato; simples; absoluto; robusto.
Desvantagens:pouco exato;baixa resolução;impõe carga ao
sistema.
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Posição por sensor Posição por sensor capacitivocapacitivo
A capacitância depende da área das placas A, da constante dielétrica do meio, K, e da distância entre as placas, d:
C = K A / d Variação na capacitância convertida em
desvio na freqüência de um oscilador, ou em desvio de tensão numa ponte de dois capacitores e dois resistores
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Posição por sensores Posição por sensores óticos.óticos.
Por transmissão de luz Encoders determinam a posição através
de um disco ou trilho marcado. Relativos (incremental): posição
demarcada por contagem de pulsos acumulados.
Absolutos: um código digital gravado no disco ou trilho é lido por um conjunto de sensores ópticos (fonte de luz e sensor).
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Posição por sensores Posição por sensores óticosóticos
A fonte de luz é geralmente o LED, e o sensor um fotodiodo ou fototransistor.
São muito precisos e práticos em sistemas digitais (encoder absoluto), e usam-se em robôs, máquinas-ferramenta e outros.
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Posição por sensores de Posição por sensores de luzluz
Encodersincrementalabsoluto
Vantagens:alta resolução;sem contatos
mecânicos;alta repetibilidade.
Desvantagens:frágil;necessita de
circuitos para contar os pulsos;
caro.
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Posição absolutaPosição absoluta
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50
Encoder ótico (relativo)Encoder ótico (relativo)
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51
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59
Entendendo melhorEntendendo melhor
0 01 1 0 0 00 1 1 1 1
0 01 1 0 0 00 1 1 1 1
Rotação clockwise
Rotação counter-clockwise
0
0
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60
Sensores de posição e Sensores de posição e orientaçãoorientação
LVDT (Linear Variable Differencial Transformers)
Vantagens:alta resolução;boa sensibilidade.
Desvantagens:necessita de
freqüente calibração;
caro; condicionamento
do sinal é caro.
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61
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62
Velocidade: Interruptor de Velocidade: Interruptor de LâminasLâminas
reed-switch: duas lâminas de ferro próx., com pequeno envoltório de vidro.
Ao se aproximar um imã ou solenóide as duas lâminas se encostam, fechando os contatos externos.
Imã na periferia de uma roda fecha os contatos a cada volta, gerando pulsações numa freqüência proporcional à rotação da roda.
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63
Outras aplicações do Outras aplicações do Interruptor de lâminasInterruptor de lâminas
Além de seu uso como sensor de velocidade, é encontrado em alarmes, indicando porta ou janela fechada (um imã é instalado nesta, e o reeds-witch no batente), e em sensores de fim-de-curso, em máquinas industriais, gavetas de toca-discos CD e videocassete, etc.
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64
Sensores Ópticos de Sensores Ópticos de velocidadevelocidade
Empregam foto-diodos ou foto-transistor e uma fonte luminosa, lâmpada, LED ou laser. Há dois tipos básico
reflexão interrupção
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65
Velocidade por reflexão Velocidade por reflexão da luzda luz
Disco com um furo ou marca de cor contrastante, que gira.
Luz é emitida no disco e sensor recebe o feixe refletido.
Na passagem do furo, a reflexão é interrompida, e é gerado um pulso pelo sensor.
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66
ExemploExemplo
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67
Velocidade por interrupção Velocidade por interrupção de luzde luz
Um disco com um furo. Fonte de luz e sensor ficam em lados opostos.
Na passagem pelo furo, o feixe atinge o sensor, gerando um pulso.
A freqüência destes pulsos é igual à velocidade, em rps.
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68
Conjugado e Força (strain Conjugado e Força (strain gauge)gauge)
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69
Sensores de ProximidadeSensores de Proximidade
Óticos– Simples;– Barato;– muito bom detetor de
presença (on-off);– Não é robusto com
respeito à iluminação ambiente;
– Calibração depende da textura.
ic
ie
+
-vce
Lente
Fonte de luz
Detector
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70
Sensores de ProximidadeSensores de Proximidade
Ultra-som– Aplicação de pulsos de
40 a 60kHz por 1 msec.– Precisão de 1 % do valor
máximo.– Ângulo de 30 graus que
causa reflexões indesejadas.
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71
Sensores de temperatura Sensores de temperatura (diodo)(diodo)
Diodo de silício, polarizado diretamente com corrente de 1mA, tem queda de tensão próxima de 0.62V, a 25oC.
Esta tensão cai aproximadamente 2mV para cada ºC de aumento na temperatura, e pode ser estimada por uma equação de reta do tipo
Vd = A - BT Esta equação vale até uns 125 ºC, limite
para o silício.
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72
Temperatura usando Temperatura usando termopartermopar
Quando dois metais encostados são submetidos a uma temperatura, surge nos extremos deles uma tensão proporcional à temperatura (efeito Seebeck).
V = KT K é uma constante para cada par
de metais, que é utilizável até seu limite térmico.
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73
Temperatura e tensãoTemperatura e tensão
Metal T. Máx Const. K Cobre-constantán 375ºC 0,1mV/ ºC
Ferro-constantán 750ºC 0,0514mV/ ºC
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74
AplicaçõesAplicações
O custo dos termopares é elevado, e são empregados em aplicações profissionais, onde se requer alta confiabilidade e precisão.
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75
Temperatura c/ sensores Temperatura c/ sensores IntegradosIntegrados
Há circuitos integrados sensores de temperatura, como o LM 335, da National.
Oferecem alta precisão, por conterem circuitos linearizados. Operam de 0 a 100ºC aproximadamente.
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76
Sensores de LuzSensores de Luz
Uso em fotometria (incluindo analisadores de radiações e químicos)
Sistemas de controle de luminosidade, como os relés fotoelétricos de iluminação pública.
Sensores indireto de outras grandezas, como velocidade e posição (fim de curso).
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77
LDRLDR O LDR (light dependent resistor) tem
sua resistência diminuída ao ser iluminado.
Material semicondutor, sulfeto de cádmio, CdS.
A resistência varia de alguns M, no escuro, até centenas de , com luz solar direta.
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78
AplicaçõesAplicações
Os usos mais comuns do LDR são em relés fotoelétricos, fotômetros e alarmes.
Sua desvantagem está na lentidão de resposta, que limita sua operação.
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79
Foto-diodoFoto-diodo Diodo semicondutor com junção exposta à luz. Energia luminosa desloca elétrons para a banda
de condução, reduzindo a barreira de potencial pelo aumento do número de elétrons, que podem circular se aplicada polarização reversa.
Corrente nos foto-diodos é da ordem de dezenas de mA com alta luminosidade, e a resposta é rápida.
Há foto-diodos para todas as faixas de comprimentos de onda, do infravermelho ao ultravioleta, dependendo do material.
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Foto diodoFoto diodo
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81
Usado como sensor em controle remoto; Sistemas de fibra óptica; Leitoras de código de barras; Scanner (digitalizador de imagens) Canetas ópticas (que permitem escrever
na tela do computador); Toca-discos CD; Fotômetros; Como sensor indireto de posição e
velocidade.
Aplicações do foto-diodoAplicações do foto-diodo
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82
Foto-transistorFoto-transistor É um transistor cuja junção coletor-
base fica exposta à luz e atua como um foto-diodo.
Fornece alguns mA com alta luminosidade.
Velocidade é menor que a do foto-diodo.
Aplicações iguais do foto-diodo, exceto sistemas de fibra-ótica - operação em alta freqüência.
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83
Foto-transistorFoto-transistor
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SENSORES ANALÓGICOS
Pode assumir qualquer valor no seu sinal ao longo do tempo desde que estejam dentro de sua faixa de operação
Exemplos temperatura Força Pressão Corrente elétrica Tensão Umidade Quantidade de luz
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85
SENSORES DIGITAIS
Pode assumir apenas dois valores no seu sinal de saída ao longo do tempo.
Podem ser interpretados como zero ou um.
Exemplos Detectores de passagemEncoders
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86
SENSORES DE PRESENÇASENSORES DE PRESENÇA
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87
SENSORES DE PRESENÇA
Sensores ópticos Sensor óptico por retrorreflexão Sensor óptico por transmissão Sensor óptico por reflexão difusa Cabos de fibra óptica Sensor infravermelho ativo Sensor infravermelho passivo Janela de luz Barreira ultra-sônica
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88
Sensor Óptico por Sensor Óptico por RetrorreflexãoRetrorreflexão
Emissor e receptor -> no mesmo corpo; Ativado -> interrupção do feixe de luz Distância -> características do refletor
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89
Sensor Óptico por Sensor Óptico por TransmissãoTransmissão
Detecção -> barreira de luz Trabalham alinhados Acionamento -> Interrupção do feixe
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90
Óptico por Reflexão Óptico por Reflexão DifusaDifusa
Emissor e receptor -> mesmo corpo Luz emitida -> cria uma região Luz refletida de forma difusa
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Cabos de Fibra ÓticaCabos de Fibra Ótica
Aplicação -> em conjuntos com alguns modelos de sensores
Função -> transmitir o sinal luminoso
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92
Infravermelho AtivoInfravermelho Ativo Funcionamento -> mesmo do
sistema ópticos do tipo barreira Constituído por emissor e receptor Utilizados em aplicações de
segurança
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93
Infravermelho PassivoInfravermelho Passivo Apenas o receptor tem ajuste de
sensibilidade Aplicação -> alarmes de intrusão Distância -> 15 a 20 metros
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94
Janela de LuzJanela de Luz Funcionamento -> igual ao
infravermelho ativo Monitora uma região bem maior Aplicação -> sistemas de
segurança de máquinas Possui de 4 a 20 feixes de luz Pode ser usado na detecção de
pessoas em elevadores
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95
SENSORES DE POSIÇÃOSENSORES DE POSIÇÃO
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96
SENSORES DE POSIÇÃO
Sensores de proximidade indutivo Sensores de proximidade capacitivo Sensores de proximidade
magnéticos LVDT Transformador diferencial rotacional
variável – RVDT Sensor potenciométrico Encoders Sensor incremental angular Ultra-sônico
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97
Sensores de Proximidade Sensores de Proximidade IndutivoIndutivo
Detectam a presença de materiais metálicos sem contato
Configuração -> 3 ou 4 fios Alimentação –> 2 + NA e/ou outro NF Sinal de saída -> PNP ou NPN PNP -> potencial positivo ligado a carga NPN -> potencial negativo ligado a carga Distância -> depende do material Grande repetibilidade
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98
Substituem as chaves fim de curso Totalmente vedados Aplicação -> controle de ausência
ou presença Aplicação recomendada
Velocidade de acionamento elevadaCondições severas - poeiras, óleo, etc.Detectar peças pequenas ou frágeis
Usualmente usados em máquinas de montagem, operatrizes, sistemas de usinagem e prensas
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99
Sensores de Proximidade Sensores de Proximidade CapacitivoCapacitivo
Detectam materiais metálicos e não metálicos
Distância -> depende do material Aplicação
Controle de nível em silosContagem de caixas em linha de produçãoConferir a presença de líquidos
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100
Sensores de Proximidade Sensores de Proximidade MagnéticosMagnéticos
Uso do campo magnético para geração de um sinal elétrico
Podem ser: eletrônicos ou ampolas Reed
Reed -> contato mecânico Eletrônicos -> efeito Hall Comportamento elétrico influenciado
por um campo magnético
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101
LVDTLVDT Transformador linear diferencial
variável Núcleo de material magnético móvel Movimento do núcleo gera uma ddp Vantagens
Robusto Sem resistência por atritoHisterese desprazívelPequeno tempo de respostaResolução infinitesimal
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102
AplicaçõesDeslocamentoDeflexão de vigas, fios ou anéisVariação de espessuraNível de fluidoVelocidade e aceleração
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103
Sensor PotenciométricoSensor Potenciométrico
Transdutores de contato
Especificação importante -> alcance
Precisão e linearidade são avaliados como percentagem do fundo de escala
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104
EncodersEncoders Convertem deslocamento linear ou
angular em um trem de pulsos
TiposIncrementalabsoluto
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105
Incremental -> deslocamento em relação a um ponto inicial de referência
Absolutos -> medem deslocamento em relação a um ponto de referência interno do dispositivo
![Page 106: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/106.jpg)
106
SENSORES DE SENSORES DE TEMPERATURATEMPERATURA
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107
SENSORES DE SENSORES DE TEMPERATURATEMPERATURA
Termistores Termopares Termoresistências Par bimetálico Sensores eletrônicos Pirômetros
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108
TERMISTORESTERMISTORES
Resistores termicamente sensíveis
TiposPTC –> Positive Temperature
CoefficientNTC -> Negative Temperature
Coefficient
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109
PTCPTC
Coeficiente térmico positivo apenas dentro de certa faixa de temperatura
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110
NTCNTC
Coeficiente térmico negativo
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111
AplicaçõesAplicações
Química -> calorimetria, medição de condutividade térmica de gases
Física -> medição de vazão de gases e líquidos
Medicina -> termômetros Regulação de temperatura -> congelador,
forno elétrico, sistema de aquecimento Veículos -> temperatura da água e óleo Sistemas de alarme contra incêndio
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112
TERMOPARESTERMOPARES Funcionamento -> geração de uma ddp
causada por dois fios de materiais diferentes
Tipos mais comuns: S, R, B, J, K, T e E Temperaturas -> -200 a 2.300 oC Limites mínimos - ANSI MC 96.1 -> -200 oC
para os tipos T, E e K, 0 oC para os tipos S e R e 800 oC para o tipo B
Limite superior -> depende do diâmetro do fio utilizado na construção
Limites válidos para uso contínuo com tubos de proteção
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113
Tipos de TermoparesTipos de Termopares
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114
TermorresistênciasTermorresistências
Filamento metálico de Platina ou Níquel
Bastante utilizado na industria Ótima precisão - larga faixa de trabalho Faixa de trabalho -> -200 a 650 oC Corrente de excitação -> 1 a 2 mA Termorresistencias mais usuais
Pt-25,5 Pt-100 Pt-120Pt-130 Pt-500 Pt-1000
Medição a 2, 3 ou 4 fios
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115
VANTAGENSVANTAGENS
Maior precisão dentro da faixa Não existe limitação para distância Dispensa fiação especial Protegido -> utilização em qualquer
ambiente Boa reprodutibilidade Em alguns caso pode substituir o
termopar com vantagens
![Page 116: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/116.jpg)
116
DESVANTAGENSDESVANTAGENS
É mais caro que sensores nessa faixa Deteriora-se com mais facilidade Temperatura máxima 630 oC Todo o corpo do bulbo deve estar
com a mesma temperatura Alto tempo de resposta
![Page 117: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/117.jpg)
117
Medição a 2 fiosMedição a 2 fios
Utilizada quando não se deseja precisão elevada Distância do sensor ao medidor menor que 3 m RL2 e RL2 -> podem induzir a erros graves Temperatura ambiente sobre os condutores induz a
erros – maior comprimento maior o erro
![Page 118: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/118.jpg)
118
Medição a 3 fiosMedição a 3 fios
Método mais utilizado na indústria Permite que a fonte fique mais próxima do sensor O terceiro fio atua somente como condutor de
compensação RL1 irá balancear o circuito
![Page 119: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/119.jpg)
119
Medição a 4 fiosMedição a 4 fios
Montagem mais precisa – ocorre um balanceamento total das resistências dos fios
É mais usado em laboratórios de calibração Usa-se uma fonte de corrente constante
![Page 120: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/120.jpg)
120
Temperatura x Temperatura x ResistênciaResistência
![Page 121: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/121.jpg)
121
Temperatura x Temperatura x ResistênciaResistência
0 50 100 150 200 250 300 35000
50
100
150
200
Y =101,01 + 0,37 X R2 = 1
Res
istê
nci
a (O
hm
s)
Temperatura (oC)
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122
SENSORES DE FORÇA E PRESSÃO
Células de carga Transdutor de pressão
piezoelétrico Tubos de Bourdon Sensores de pressão ópticos Sensor de pressão integrado Sensor de pressão capacitivo
![Page 123: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/123.jpg)
123
SENSORES DE VAZÃO
Pressão diferencial Sensor de pressão diferencial capacitivo Rotâmetros Turbina Sensor óptico Magnéticos Ultra-sônicos Medidores de vazão vortex Sensor térmico Engrenagens ovais
![Page 124: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/124.jpg)
124
SENSORES DE TENSÃO E CORRENTE
Corrente CCResistor shuntSensor de efeito HALLTransformador CCRelé térmico
Corrente CATipos de TC
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125
O que é um sistema de Aquisição de Dados?
Fenômeno físico
Sensorsinal elétrico Interface
(A/D)Processador
A/D = analógico/digital
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126
Por que utilizar um sistema de aquisição de
dados?
Observação puntual (Instrumento manual)
Observação regional ou global
(Sensoriamento Remoto)
Observação por área:vários parâmetros e pontos de medida
(Sistema de aquisição de dados)
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127
Sistema de aquisição de dados:
topologia em estrela
Sensores
Coletor de
dados
Coletor de
dados
Limitações para a área agrícola:– Vários cabos, um
para cada sensor– Tratamento especial
do sinal para sensores distantes
– Dificuldades de instalação e manutenção
![Page 128: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/128.jpg)
128
Topologia em barramento
Sensores
Coletorde dadosColetor
de dados
Sensores inteligentes interligados por um barramento com
transmissão digital de sinais
![Page 129: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/129.jpg)
129
Sensores inteligentesDispositivos miniaturizados construídos com
microcontroladores (circuitos integrados que reúnem processador, memória, portas de I/O, temporizadores e conversor A/D em uma só pastilha)
Sensor Amp Microcon-trolador
Interface com o barramento
Bar
ram
ento
Simples Compacto Robusto
Versátil Baixo consumo Baixo custo
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130
Sistema de aquisição de dados:
estação climatológica automatizada
Coletor de dados
Coleta dos dados
Microcomputador
Transmissãodos dados
TxDados
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131
INDICADORES DIGITAIS
![Page 132: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/132.jpg)
132
REGISTRADORES GRÁFICOS
![Page 133: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/133.jpg)
133
REGISTRADORES COMPUTADORIZADOS
![Page 134: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/134.jpg)
134
Arquivo de dados
![Page 135: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/135.jpg)
135
Dados processados
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136
FORÇA DE TRAÇÃO
-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16600
800
1000
1200
1400
1600
Fo
rça d
e t
ração
(kg
f)
Tempo (s)
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137
Consumo de combustível
0 5 10 15 20 25 30
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
Co
nsu
mo
de c
om
bu
stí
vel (m
l)
Tempo (s)
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138
Força de tração x Velocidade
-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16600
800
1000
1200
1400
1600
Tempo (s)
Fo
rça
de
tra
çã
o (
kg
f)
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
3,8
Ve
loc
ida
de
(k
m/h
)
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139
Temperatura do combustível
0 2 4 6 8 10 12 14
32
34
36
38
40
42
44
46
48
Temperatura da linha de ALIMENTAÇÃO
Tem
per
atu
ra (
o C)
Tempo (S)
TAlim1050 TAlim1540
0 2 4 6 8 10 12 14
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56Temperatura da linha de RETORNO
Tem
per
atu
ra (
oC
)
Tempo (s)
TRet1050 TRet1540
![Page 140: SENSORES, INSTRUMETAÇÃO E AQUISIÇÃO DE DADOS. 2 Sistemas de medidas Existe a necessidade do ser humano de obter informações do meio ambiente. A partir.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062700/552fc12c497959413d8d16e2/html5/thumbnails/140.jpg)
140
Análise – Conclusões
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141
SINAL ANALÓGICO
-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16600
800
1000
1200
1400
1600
Fo
rça d
e t
ração
(kg
f)
Tempo (s)
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142
SINAL DE PULSO
0 5 10 15 20 25 30
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
Co
nsu
mo
de c
om
bu
stí
vel (m
l)
Tempo (s)