Disciplina Eletropneumática e Hidráulica. Notas de Aula. Sensores. Prof. MSc. Fernando Fortunato Prof. MSc. José Junio Lopes

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1 Disciplina Eletropneumática e Hidráulica Notas de Aula Sensores Prof. MSc. Fernando Fortunato Prof. MSc. José Junio Lopes

2 Algumas Aplicações dos Sensores Exemplos de aplicações: contagem de peças; medição de nível; medição de temperatura; controle de posição; sistemas de alarme; acendimento automático de lâmpadas; e muitos outros.

3 Introdução Sensor é um transdutor, ou seja, um elemento que altera sua característica física interna, devido a um fenômeno físico externo [presença de: luz; som; campo elétrico ou magnético; e outros]. Grandeza física Transdutor Sinal Sensores convertem uma grandeza física de entrada, para um sinal. A função do sensor é medir grandezas físicas ou detectar erros nos sistemas automatizados.

4 Sinal A variável Medida Grandeza física Transdutor Sinal Segundo Rosário (2011) Os sinais são informações que representam valores ou variações de uma grandeza física.. Os sinais podem ser classificados em três tipos: analógico; digital; binário.

5 Sinal Analógico Analógico: assume um valor em uma escala delimitada. Exemplos: pressão indicada em um manômetro; valor da tensão num voltímetro analógico; valor da temperatura indicado na graduação de um termômetro. Figura 01 Manômetro (DELL TECH, 2012).

6 Sinal Digital Digital: pode assumir um número finito de valores em uma determinada escala. Exemplos: o relógio digital; contador digital. Figura 02 Contador digital (S&E INSTRUMENTOS, 2008).

7 Sinal Binário Binário: é um sinal digital que pode assumir somente dois valores na escala: 0 ou 1. Exemplos: chave de fim de curso; sensores de proximidade. Ambos utilizados para detectar a presença de objetos. Figura 04 Sensor de proximidade (NOVUS, 2012). Figura 03 Chave fim de curso (Adaptado de FESTO DIDACTIC, 2004).

8 Sensores de Proximidade São utilizados para detectar a presença ou ausência de objetos em máquinas e/ou demais equipamentos. Tipos de sensores de proximidade: chaves mecânicas de fim de curso; indutivos; capacitivos; ópticos; magnéticos;

9 Sensores de Proximidade Chaves Mecânicas de Fim de Curso São equipamentos utilizados para detectar o final do movimento de um dispositivo. Exemplo: cilindro com acionamento por meio do comando eletropneumático. Figura 05 Chave fim de curso tipo rolete (Adaptado de VASCONCELOS JUNIOR, 2003).

10 Sensores de Proximidade Chaves Mecânicas de Fim de Curso O princípio de funcionamento é baseado no princípio On/Off [liga/desliga], que pode operar normalmente aberta NA ou normalmente fechada NF. Figura 06 Chave fim de curso (VASCONCELOS JUNIOR, 2003).

11 Sensores de Proximidade Indutivos Os sensores indutivos são utilizados para detectar a presença de objetos metálicos. A detecção ocorre sem o contato físico entre o sensor e o objeto. Figura 07 Sensor indutivo (FESTO DIDACTIC, 2011).

12 Sensores de Proximidade Indutivos Os sensores indutivos utilizam magnético de alta frequência. uma bobina, para gerar um campo Se um objeto entra no campo de detecção do sensor, ocorrem perdas no campo magnético.a intensidade destas perdas é detectada pelo sensor. O sensor indutivo é composto por quatro elementos: Figura 08 Elementos que compõe um sensor indutivo (ROSA, 2009).

13 Sensores de Proximidade Capacitivos A detecção também ocorre sem o contato físico entre o sensor e o objeto. Os sensores capacitivos são utilizados para detectar a presença de praticamente qualquer tipo de material, ou seja, objetos metálicos e não metálicos, por exemplo: vidro; papel; tecidos e outros. Figura 09 Sensor indutivo (FESTO DIDACTIC, 2011).

14 Sensores de Proximidade Capacitivos São semelhantes aos sensores indutivos, porem geram um campo eletrostático ao invés de um campo magnético. A superfície deste tipo de sensor é composta por dois eletrodos que armazenam cargas. Quando um objeto se aproxima da extremidade do sensor, o valor da capacitância é ampliado, tal variação é detectada pelo circuito eletrônico do sensor que gera um sinal de saída. A distância de detecção varia de 0 a 20 mm, dependendo do tipo de material ou tamanho.

15 Sensores de Proximidade Ópticos de retrorreflexão Os sensores ópticos emitem um feixe de luz e detectam variações de intensidade luminosa gerados por objetos não transparentes. São dotados de um emissor de luz infravermelha e um receptor. Sensores ópticos de retrorreflexão são montados no componente. mesmo Podem detectar objetos com distâncias de 300 mm. Figura 10 Sensor óptico de retrorreflexão (FESTO DIDACTIC, 2011).

16 Sensores de Proximidade Ópticos de retrorreflexão Figura 11 Emissor e receptor do sensor óptico de retrorreflexão (INCON, 2013). Vantagem na instalação. Quando um algum objeto interrompe o feixe infravermelho, um contato abre ou fecha, ou seja, uma ação é gerada. Este tipo de sensor precisa utilizar um espelho refletor prismático ou uma fita refletiva, para que a luz retorne ao receptor do sensor.

17 Sensores de Proximidade Óptico de barreira São montados separadamente. O emissor emite um feixe de luz infravermelho em direção ao receptor. Quando um objeto interrompe o feixe de luz, este ato gera um sinal (uma ação). Podem detectar objetos com distâncias de até 10metros. Figura 12 Sensor óptico de barreira (PARKER TRAINING, 2005).

18 Sensores de Proximidade Magnéticos Os sensores magnéticos são utilizados para detectar a presença de objetos metálicos ou magnéticos. A detecção ocorre sem o contato físico entre o sensor e o objeto. Figura 13 Sensor magnético (FESTO DIDACTIC, 2011).

19 Sensores de Proximidade Magnéticos São montados nas camisas dos cilindros. Cada vez que o embolo dotado de um imã permanente, passa pela região onde está instalado o sensor magnético gera-se um sinal elétrico de comando. Figura 14 Cilindro pneumático com um sensor magnético (PARKER TRAINING, 2005).

20 REFERÊNCIAS ALLEN-BRADLEY. Fundamentos da detecção de presença Manual de Treinamento Rockwell Automation. São Paulo, AUTOMATIZE. Sensores ultrassônicos Siemens. In: site da empresa Automatize - Soluções em Sensores Disponível em: < Acesso em: 21 maio BALLUF. Sensores óticos. In: site da empresa Balluf < Acesso em: 14 maio Disponível em: DELL TECH. Manômetro Industrial. In: site da empresa DELL TECH Disponível em: < Acesso em: 07 nov DIGEL ELÉTRICA. O que é um sensor de proximidade. In: site da empresa Digel Elétrica Disponível em: < Acesso em: 17 maio FESTO DIDACTIC. Painel simulador de pneumática e eletropneumática. São Paulo, FUENTES, R. C. Apostila de Automação Industrial Curso de Eletrotécnica. Santa Maria: UFSM, 2005.

21 REFERÊNCIAS INCON. Sensores. In: site da empresa Incon Disponível em: < Acesso em: 15 maio MORAES, C. C.; CASTRUCCI, P. L. Engenharia de automação industrial. 2. Ed. Rio de Janeiro: LTC, NOVUS. Sensores de proximidade indutivos. In: site da empresa NOVUS Disponível em: < emplate=../catalogos/layout_produto.asp&produtoid=947244>. Acesso em: 07 nov PARKER TRAINING. Tecnologia Eletropneumática Industrial - Apostila M BR. Jacareí, ROSA, T. S. Unidade 3 Análise e resolução de circuitos pneumáticos de maior complexidade Disponível em: < cao_pneumatica:unidade_3_-_circuitos_pneumaticos_e_eletro_pneumaticos_e_sensores- _analise_e_resolucao.pdf>. Acesso em: 09 nov ROSÁRIO, J. M. Princípios de Mecatrônica. 6. Ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2011.

22 REFERÊNCIAS S&E INSTRUMENTOS. Contadores/Totalizadores digitais. In: site da empresa S&E INSTRUMENTOS Disponível em: < Acesso em: 07 nov SIBRATEC. Sensores de proximidade. In: site da empresa SIBRATEC Disponível em: < Acesso em: 09 nov VASCONCELOS JUNIOR, A. M. Componentes dos circuitos elétricos. In: site Adjuto Martins Vasconcelos Júnior - Pagina Pessoal Disponível em: < Acesso em: 07 nov