sensores de proximidade

CURSO DE INSTRUMENTAÇÃO
Sensores de Proximidade Digitais
Cedtec 2007/2
Sem equivalente na Apostila 1 – Pressão e Nível
SENSORES EM GERAL
De maneira geral, sensor é a parte do sistema
de medidas que responde pela grandeza física a ser
medida, ou seja, o sensor pode ser visto como a
parte sensitiva do transdutor, que se completa, em
muitos casos, com um circuito eletrônico para a
geração do sinal elétrico. O sensor pode gerar
sinais do tipo somente analógico ou somente
digital.
Exemplos
Os termopares (temperatura), strain gauges (força),
e sensores de proximidade (distância).
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CLASSE DE PROTEÇÃO DOS SENSORES
Os sensores são classificados segundo o grau de
proteção, conforme norma IEC 529. O grau de proteção do
sensor é função de seu ambiente de trabalho na indústria.
SENSORES PROXIMIDADE CHAVE FIM-DE-CURSO
São os dispositivos mais antigos utilizados para
detecção de posição. Basicamente, a chave fim-de-curso
tem um atuador que é acionado pelo objeto a ser detectado,
que por sua vez atua um contato elétrico que irá enviar a
informação da presença do objeto no sensor (uso de uma
lâmpada por exemplo). A grande desvantagem desse sensor
é a necessidade de contato mecânico com o objeto a ser
detectado, porém trata-se de um sensor de baixo custo.
Chave fim de curso com corpo
metálico e capa plástica. Com 1
contato NA e 1 contato NF com
capacidade de 5A/250VCA.
Dimensões 28 x 25 x 82,5mm.
10 modelos de atuadores.
Dimensões: 28 x 25 x 82,5mm
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SENSORES PROXIMIDADE CHAVE FIM-DE-CURSO
DESVANTAGENS DESSES SENSORES
Sua grande desvantagem é sem dúvida a necessidade de contato
mecânico entre o objeto a ser detectado e o sensor, o que provoca
falhas e quebras do mesmo;
Como o sensor é constituído por partes e é desmontável, temos
sempre a possibilidade de inserção de poeira e umidade dentro do
corpo do mesmo com o passar do tempo;
Esse sensor não pode ser usado para freqüências de chaveamento
muito altas pois danificaria o sensor facilmente;
Ocorrência de centelhamento nos contatos elétricos do sensor
reduz a vida útil do mesmo se comparado a vida de outros sensores.
VANTAGENS DESSES SENSORES
São de muito baixo custo;
São muito confiáveis em sua operação;
Grande disponibilidade de modelos diferentes no mercado,
permitindo a escolha mais adequada para a aplicação desejada.
SENSORES PROXIMIDADE MAGNÉTICOS REED
Os sensores magnéticos reed são compostos
de duas partes, uma ampola reed encapsulada em
invólucro plástico e um ímã. Quando o ímã se
aproxima da ampola, o contato da ampola se fecha,
acusando a detecção do alvo. Nesse caso, o ímã
deve estar colado no alvo que se deseja detectar.
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SENSORES PROXIMIDADE MAGNÉTICOS REED
A ampola normalmente constitui-se de dois
terminais condutores de eletricidade, um
encapsulamento em plástico com gás inerte dentro
do encapsulamento e duas paletas flexíveis e
magnetizáveis. Pode ser encontrada facilmente em
casas de componentes eletrônicos e possui baixo
custo.
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SENSORES DE PROXIMIDADE INDUTIVOS
Os sensores de proximidade indutivos funcionam
gerando um campo eletromagnético à sua frente. Eles
consistem de uma bobina sobre um núcleo de ferrite, um
oscilador, um circuito de disparo de sinais de comando e
um circuito de saída. Quando um objeto-alvo metálico
ferroso ou não-ferroso penetra no campo um circuito
eletrônico gera um sinal de comando para o circuito de
saída, acusando a presença do alvo. Esse sensor detecta
apenas objetos metálicos de maneira digital. Existem
sensores indutivos que fazem detecção analógica também,
com sinal de saída 4 a 20 mA ou 0 a 20 mA.
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SENSORES DE PROXIMIDADE CAPACITIVOS
Eles funcionam gerando um campo eletrostático criado
por um oscilador controlado por capacitor e detectam
mudanças neste campo causadas por um alvo que se aproxima
da face ativa. Consistem em uma ponta capacitiva, um
oscilador, um retificador de sinal, um circuito de filtragem e
um circuito de saída. Quando o objeto a ser detectado
aproxima-se da face sensora ele ativa o circuito oscilador e
conseqüentemente o circuito de saída, fazendo com que o
sensor acuse a presença do alvo. Esse sensor pode detectar
qualquer objeto (metal, madeira, papelão, borracha, plástico,
água, vidro, orgânico, etc) de maneira digital.
SENSORES DE PROXIMIDADE ÓPTICOS
Sensor tipo Barreira ou Feixe Transmitido
O emissor e o receptor ficam em corpos
separados, dispostos opostamente um ao outro. O alvo deve
interromper o feixe de luz entre o emissor e o receptor para
proporcionar a detecção. São muito usados quando se
necessita manter a segurança de um perímetro, como muros
de casas ou de pontos comerciais.
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SENSORES DE PROXIMIDADE ÓPTICOS
Sensor tipo Retro - Reflexivo
O emissor e o receptor ficam juntos no mesmo
encapsulamento, sendo que um espelho prismático ou fita
reflexiva faz a reflexão do raio de luz. O alvo deve
interromper o feixe de luz entre o emissor e o receptor para
proporcionar a detecção. Muito usado em portas de
elevadores de edifícios comerciais para fins de segurança.
SENSORES DE PROXIMIDADE ÓPTICOS
Sensor tipo Difuso - Refletido
O emissor e o receptor ficam juntos no mesmo
encapsulamento, sendo que a luz emitida deve ser refletida
no próprio alvo, retornando apenas uma parcela até a
unidade receptora do sensor. Nesse caso, o sensor faz a
detecção quando ocorre a iluminação do fototransistor no
receptor. São muito usados em portas automáticas de
shoppings center por exemplo.
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DIAGRAMA ELÉTRICO DOS SENSORES
Sensor Digital tipo PNP
O sensor digital tipo PNP, quando atuado
disponibiliza em sua saída um sinal de + Vcc para funcionar
a carga. Logo, nos sensores tipo PNP a carga deve ter o
ponto comum ligado no 0 Vcc da fonte para funcionar
corretamente.
DIAGRAMA ELÉTRICO DOS SENSORES
Sensor Digital tipo NPN
O sensor digital tipo NPN, quando atuado
disponibiliza em sua saída um sinal de 0 Vcc para funcionar
a carga. Logo, nos sensores tipo NPN a carga deve ter o
ponto comum ligado no + Vcc da fonte para funcionar
corretamente.
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DIAGRAMA ELÉTRICO DOS SENSORES
Sensor Digital tipo Namur
Semelhante aos sensores convencionais o sensor
Namur diferencia-se apenas por não possuir o estágio de saída com
um transistor de chaveamento. Aplicado tipicamente em atmosferas
potencialmente explosivas de indústrias químicas e similares, com
barreiras de segurança intrínseca. O sensor Namur consome uma
corrente menor ou igual a 3mA quando desacionado. Com a
aproximação de um alvo a corrente de consumo cai abaixo de 1mA
quando alimentado por um circuito de 8V e impedância de 1KΩ.
DIAGRAMA ELÉTRICO DOS SENSORES
Sensores Ligados em Série
Se ligarmos os sensores em série,
todos os sensores ligados deverão acionar
para que tenhamos o acionamento da
carga.
Sensores Ligados em Paralelo
Se ligarmos os sensores em paralelo,
quaisquer dos sensores que acionar fará
com que tenhamos o acionamento da carga.
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