Os encoders ópticos convertem deslocamentos angulares em uma sequência de pulsos digitais, contando com um só bit ou decodificando um conjunto deles,

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1 Encoders ópticos O que é: Os encoders ópticos convertem deslocamentos angulares em uma sequência de pulsos digitais, contando com um só bit ou decodificando um conjunto deles, os pulsos podem ser convertidos em medidas de posicão relativas ou absolutas. 14/06/2010 Paulo Oshiro 1

2 Encoders ópticos Princípios de funcionamento: Os rotativos compõem-se de um disco plástico (transparente), na qual se acopla o eixo cuja posição se quer medir, com uma série de marcas (opacas) colocadas radialmente e eqüidistantes entre si; de elementos emissores de luz e de fotorreceptores. A medida que o eixo gira, o raio de luz se interage com as marcas e geram pulsos no receptor. Contando estes pulsos é possível conhecer a posição do eixo. 14/06/2010 Paulo Oshiro 2

3 Encoders ópticos Arquitetura: 14/06/2010 Paulo Oshiro 3

4 Encoders magnético Arquitetura: 14/06/2010 Paulo Oshiro 4

5 Encoders ópticos Arquitetura: 14/06/2010 Paulo Oshiro 5

6 Encoders ópticos Produtos: 14/06/2010 Paulo Oshiro 6

7 Encoders ópticos Conclusão: Aplicação: robôs, máquinas-ferramenta e outros Vantagens: alta resolução; sem contatos mecânicos; alta repetibilidade. Desvantagens: frágil; necessita de circuitos para contar os pulsos; caro. 14/06/2010 Paulo Oshiro 7

8 O que é?: Resolvers e Sincroresolver. Resolver ou sincroresolver é um tipo de transformador elétrico giratório usado para medir graus de rotação. 14/06/2010 Paulo Oshiro 8

9 Resolvers e Sincroresolver. Princípios de funcionamento: É uma bobina móvel conectada ao eixo de giro, e várias bobinas fixas. Ao excitar a bobina móvel com um sinal senoidas ( 400Hz), nas bobinas fixas induzem tensões que dependem do ângulo girado. 14/06/2010 Paulo Oshiro 9

10 Resolvers Princípios de funcionamento: V 1 = V. sen( ω. t). sen( θ ); V 2 = V. sen( ω. t).cos( θ ); 14/06/2010 Paulo Oshiro 10

11 Sincroresolvers Princípios de funcionamento: três bobinas fixas desfasadas 120 (estrelas) V V V = = = 3. V.cos( 3. V.cos( 3. V.cos( ω ω ω. t). sen(. t). sen(. t). sen( θ θ θ ); ); ); 14/06/2010 Paulo Oshiro 11

12 Transformador Diferencial de Variação O que é?: Lineal (LVDT): Os LVDT (Linear Variable Differencial Transformers) são sensores para medição de deslocamento linear. 14/06/2010 Paulo Oshiro 12

13 LVDT Princípios de funcionamento: O funcionamento de deste sensor é baseado em três bobinas e um núcleo cilíndrico de material ferromagnético de alta permeabilidade. Ele dá como saída um sinal linear, proporcional ao deslocamento do núcleo, que está fixado ou em contato com o que se deseja medir. 14/06/2010 Paulo Oshiro 13

14 LVDT Princípios de funcionamento: Núcleo ferromagnético, unido ao eixo cujo deslocamento se queira medir, entre uma bobina primária e duas bobinas secundárias. Ao mover o núcleo, a tensão do primário induz tensões diferentes nos secundários (aumenta num e diminui noutro), que são proporcionais ao deslocamento do eixo. 14/06/2010 Paulo Oshiro 14

15 LVDT Arquitetura: 14/06/2010 Paulo Oshiro 15

16 LVDT Custo/benefício: Vantagens: alta resolução; boa sensibilidade. Desvantagens: necessita de freqüente calibração; caro; condicionamento do sinal é caro. 14/06/2010 Paulo Oshiro 16

17 Produtos do mercado: LVDT 14/06/2010 Paulo Oshiro 17

18 Extensômetros O que é?: Extensômetro é um transdutor capaz de medir deformações de corpos. 14/06/2010 Paulo Oshiro 18

19 Extensômetros Princípios de funcionamento: Quando um material é deformado sua resistência é alterada, a fração de mudança na resistência é proporcional a fração de mudança no comprimento do material. 14/06/2010 Paulo Oshiro 19

20 Extensômetros Arquitetura: 14/06/2010 Paulo Oshiro 20

21 Extensômetros Aplicações: 14/06/2010 Paulo Oshiro 21

22 Produtos do mercado: Extensômetros 14/06/2010 Paulo Oshiro 22

23 Tacômetro O que é?: O tacômetro, também conhecido como taquímetro, é um instrumento de medição do número de rotações (geralmente por minuto, RPM) de um motor. 14/06/2010 Paulo Oshiro 23

24 Tacômetro Princípios de funcionamento: Pequeno gerador elétrico de CC, com campo fornecido por imã; Tensão gerada, pela Lei de Faraday é proporcional à velocidade com que o fluxo magnético é cortado pelo enrolamento do rotor; Transdutor mecânico elétrico linear; V=Kn K é uma constante que depende do campo do imã, do número de espiras e pólos e das dimensões do rotor; n é a rotação do eixo; A polaridade da tensão gerada depende do sentido de rotação. 14/06/2010 Paulo Oshiro 24

25 Tacômetro Arquitetura: 14/06/2010 Paulo Oshiro 25

26 Tacômetro Vantagens: robusto; analógico; Desvantagens: manutenção cara; pesado; produz muito ruído. 14/06/2010 Paulo Oshiro 26

27 Produtos do mercado: Tacômetro 14/06/2010 Paulo Oshiro 27

28 Tacômetro magnético 14/06/2010 Paulo Oshiro 28

29 Sensor de velocidade com encoders 14/06/2010 Paulo Oshiro 29

30 Giroscópio O que é?: Giroscópio é um dispositivo usado para orientação de navios, aviões e espaçonaves, inventado por Léon Foucault em /06/2010 Paulo Oshiro 30

31 Giroscópio Princípios de funcionameto: O giroscópio consiste de um rotor suspenso por um suporte fomado por dois círculos articulados, com juntas tipo cardan. Seu funcionamento baseia-se no princípio da inércia. O eixo em rotação guarda direção fixa em relação ao espaço. 14/06/2010 Paulo Oshiro 31

32 Giroscópio 14/06/2010 Paulo Oshiro 32

33 Giroscópio Arquitetura: 14/06/2010 Paulo Oshiro 33

34 Giroscópio Aplicações: 14/06/2010 Paulo Oshiro 34

35 LDR O que é?: LDR (do inglês Light Dependent Resistor ou em português Resistor Variável Conforme Incidência De Luz) é um tipo de resistor cuja resistência varia conforme a intensidade de radiação eletromagnética do espectro visível que incide sobre ele. 14/06/2010 Paulo Oshiro 35

36 LDR Princípios de funcionamento: Um LDR é um transdutor que converte a (luz) em valores de resistência. É feito de sulfeto de cádmio (CdS) ou seleneto de cádmio (CdSe). Sua resistência diminui quando a luz é muito alta, e quando a luz é baixa, a resistência no LDR aumenta. 14/06/2010 Paulo Oshiro 36

37 LDR Arquitetura: 14/06/2010 Paulo Oshiro 37

38 LDR Produtos do mercado: 14/06/2010 Paulo Oshiro 38

39 Fototransistor O que é?: Um fototransistor é um transistor bipolar encapado em uma capa transparente que permite que luz possa atingir a base coletora da junção. 14/06/2010 Paulo Oshiro 39

40 Fototransistor Princípios de funcionameto: O fototransistor funciona de maneira similar a um fotodiodo, apresentando uma sensitividade muito maior à luz, pois os elétrons gerados pelos fótons na junção da base-coletora são aplicados na base do transistor, e sua corrente é então amplificada pela operação do transistor. O fototransistor apresenta um tempo de resposta menor do que o fotodiodo. 14/06/2010 Paulo Oshiro 40

41 Fototransistor Arquitetura: 14/06/2010 Paulo Oshiro 41

42 Fototransistor Aplicações: 14/06/2010 Paulo Oshiro 42

43 Fototransistor Vantagens: Simples; Barato; muito bom detetor de presença (on-off); Não é robusto com respeito à iluminação ambiente; Calibração depende da textura. 14/06/2010 Paulo Oshiro 43

44 Produtos do mercado: Fototransistor 14/06/2010 Paulo Oshiro 44

45 CCD O que é?: CCD (charge-coupled device) ou Dispositivo de Carga Acoplado é um sensor para a gravação de imagens formado por um circuito integrado contendo uma "tabela" de capacitores ligados. 14/06/2010 Paulo Oshiro 45

46 CCD Princípios de funcionameto: Sob o controle de um circuito externo, cada capacitor pode transferir sua carga elétrica para um outro capacitor vizinho. A capacidade de resolução ou detalhe da imagem depende do número de células fotoelétricas do CCD. Este número se expresa em píxels. Quanto mais for o número de píxels, maior será a resolução. 14/06/2010 Paulo Oshiro 46

47 CCD Princípios de funcionameto: 14/06/2010 Paulo Oshiro 47

48 CCD Aplicações: Os CCDs são usados em fotografia digital, imagens de satélites, equipamentos médico-hospitalares, como por exemplo os endoscópios e astronomia (particularmente em fotometria, óptica e espectroscopia UV e técnicas de alta velocidade). 14/06/2010 Paulo Oshiro 48

49 Produtos do mercado: CCD 14/06/2010 Paulo Oshiro 49

50 Sensores de Temperatura par bimetálico resistência elétrica Termistores junção semi-condutora termopares 14/06/2010 Paulo Oshiro 50

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