Sensores

Sensores

Comandos Eletroeletrônicos

Prof. Gilmário Lima

Parte 1Sensores de Proximidade

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Sensor de corpo tubular

Plástico

Metálico

Face translúcida (óptico)

ASPECTO

SÍMBOLOS

INDUTIVO

CAPACITIVO

MAGNÉTICO

ÓPTICO

SENSOR INDUTIVO

CONSTITUIÍDO POR UM CIRCUITO ELETRÔNICO SENSÍVEL ÀS ALTERAÇÕES DO CAMPO MAGNÉTICO PRODUZIDO POR UM INDUTOR INTERNO.

TAIS ALTERAÇÕES SE FAZEM POR METAIS QUE ESTEJAM PRÓXIMOS.

A ALTERAÇÃO DO CAMPO COMUTARÁ A SAÍDA DE SINAL

PERCEBEM PORTANTO A APROXIMAÇÃO SOMENTE DE METAIS

SENSOR INDUTIVO

SENSOR NÃO ATUADO PLÁSTICO

SENSOR NÃO ATUADO METAL

SENSOR ATUADO METAL

d

SENSOR CAPACITIVO

CONSTITUIÍDO POR UM CIRCUITO ELETRÔNICO SENSÍVEL ÀS ALTERAÇÕES DO CAMPO ELÉTRICO PRODUZIDO POR UM CAPACITOR INTERNO.

TAIS ALTERAÇÕES SE FAZEM POR QUAISQUER MATERIAIS NÃO GASOSOS QUE ESTEJAM PRÓXIMOS.

A ALTERAÇÃO DO CAMPO COMUTARÁ A SAÍDA DE SINAL

PERCEBEM PORTANTO A APROXIMAÇÃO DE QUALQUER MATERIAL.

SENSOR CAPACITIVO

SENSOR NÃO ATUADO PLÁSTICO

SENSOR ATUADO PLÁSTICO

SENSOR ATUADO METAL

d

SENSOR CAPACITIVO

LÍQUIDO

SENSOR NÃO ATUADO

LÍQUIDO

SENSOR ATUADO

SENSOR ÓPTICO

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SENSOR ÓPTICO

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SENSOR ÓPTICO

SENSOR ATUADO PLÁSTICO FONTE DE LUZ

SENSOR NÃO-ATUADO PLÁSTICOFONTE DE LUZ

BARREIRA

SENSOR ÓPTICO

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REFLEXIVO

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SENSOR ÓPTICO

REFLEXIVO

SENSOR ATUADOESPELHO

ESPELHO

ESPELHO

SENSOR NÃO ATUADO

SENSOR NÃO ATUADO

SENSOR ÓPTICO

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REFLEXIVO POR DIFUSÃO

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SENSOR ÓPTICO

REFLEXIVO POR DIFUSÃO

SENSOR NÃO ATUADO

SENSOR ATUADO

FORMAS DE LIGAÇÃO

A DOIS FIOS

CARGAGERADOR/ FONTE

FORMAS DE LIGAÇÃO

GERADOR/ FONTE

CARGAGERADOR/ FONTE

A TRÊS FIOS (SEMPRE CC)

PNP

CARGA

NPN

+

-

+

-

saída

saída

+

-

+

-

Parte 2Sensores de Pressão

� Transdutores de Pressão

� Pressostato

Os transdutores elétricos de pressão são dispositivos que convertem os valores de pressão em grandezas elétricas que são utilizadas, local ou remotamente, para leitura e/ou controle de processos. São diversos os modelos, deles tem-se:

Transdutor PotenciométricoTransdutor CapacitivoTransdutor de DeformaçãoTransdutor ÓticoTransdutor IndutivoTransdutor PiezelétricoTransdutor de Fio Ressonante

TRANSDUTORES DE PRESSÃO


Transdutores Potenciométrico

Mecanismos simples que operam através do movimento de um fole (ou tubo de Bourdon) acionando um potenciômetro que converte os valores de pressão em valores de resistência elétrica.

Em geral são usados para pressões de 0,035 a 70 MPa.


Transdutores Capacitivos

O diafragma funciona como armadura comum de dois capacitores em série.

O deslocamento do diafragma devido àvariação de pressão resulta em aumento da capacitância de um e diminuição de outro.

O circuito oscilador pode detectar essa variação.


Transdutores de Deformação

O transdutor de deformação usa um sensor tipo “strain gage” para indicar a deformação do diafragma provocada pela pressão.

Pode medir pressão diferencial conforme esquema simplificado da figura ou ter construção singela, para apenas uma entrada.


Transdutores ÓpticosO anteparo conectado ao diafragma aumenta ou diminui a intensidade de luz, emitida por uma fonte (led), que um fotodiodo recebe. E um circuito eletrônico completa o dispositivo.

Em geral, há um segundo fotodiodo que serve de referência para compensar variações da luminosidade da fonte com o tempo.


Transdutores IndutivosO núcleo de um transformador se move de acordo com a pressão sobre o diafragma.

Supondo uma situação inicial simétrica, se uma tensão alternada éaplicada no primário, a tensão de saída será nula porque os secundários estão ligados em oposição. O desequilíbrio provocado pelo movimento do diafragma aumenta a tensão em um secundário e diminui no outro e o circuito transforma isso em sinal correspondente à pressão.

Esse tipo de transformador édenominado de transformador linear diferencial e variável (“Linear Variable DifferentialTransformer” – LVDT).

A estabilidade térmica é boa, mas são sensíveis a campos magnéticos e a vibrações.


Transdutores PiezelétricoUsam o efeito piezelétrico para gerar o sinal elétrico. Estes transdutores são sensíveis a variações de temperatura e a instalação requer cuidados especiais.

Obs.: Se o circuito processa apenas a tensão gerada devido ao efeito piezelétrico, o dispositivo registra apenas variações de pressão, pois a tensão cai rapidamente em condições estáticas. Isso pode ser muito útil em algumas aplicações. Mas há circuitos que detectam a freqüência de ressonância do cristal e, portanto, podem medir pressões estáticas.


Transdutores de Fio RessonanteO fio metálico, com uma extremidade presa no diafragma, é mantido sob tensão pelo efeito de uma mola.

Um deslocamento do diafragma varia a tensão no fio e, por conseqüência, sua freqüência de ressonância. Uma bobina próxima e um circuito apropriado detectam a variação e a convertem em sinal elétrico.

Têm alguma sensibilidade a variações de temperatura, a vibrações e a choques.

A saída não é linear e deve ser compensada pelo circuito.

PRESSOSTATOS

Os pressostatos são utilizados para monitorar e controlar pressão de meios líquidos ou gasosos e são empregados em um amplo campo de aplicação.

O pressostato é um dispositivo eletromecânico que recebe um sinal de pressão e o compara com sua escala interna (diferencial de pressão). Após esta comparação, efetua a ação de ligar ou desligar o seu relê interno. Podem ser divididos em duas categorias em função de sua aplicação:

� Controle;

� Proteção.

PRESSOSTATOS

O funcionamento dos contatos elétricos dos pressostatos de baixa, de alta e conjugados de alta e baixa, obedecem ao movimento do fole, que expande de acordo com a pressão. Assim os contatos elétricos modificam o seu estado dependendo do movimento do fole.

Os pressostatos podem ter dois tipos básicos de contatos:

SPDT - Single Pole Double Throw – que significa, entrada comum e saída dupla.SPST - Single Pole Single Throw – que significa, entrada comum e saída única.

Com o aumento da pressão, o pressostato se move no sentido de fechar o contato 1 com 4. (ver ilustração). Quando a pressão diminui a situação contrária ocorre.

PRESSOSTATOS

Aplicações usuais:

Para efetuar o controle de On/Off de um compressor (pressostatoaplicado no lado de baixa pressão);

Como atuadores do controle de capacidade em compressores efetuando a parada do próprio compressor ou de estágios de capacidade deste equipamento;

Para controlar a operação do ventilador do condensador (pressostato aplicado no lado de alta pressão);

Para fazer o recolhimento de líquido refrigerante (Pump DownControl)

Pressostados para Controle

PRESSOSTATOS

Como proteção, os pressostatos desempenham uma função importante no processo do sistema, pois são responsáveis por efetuar a parada do sistema caso ocorra alguma irregularidade devido a alta ou baixapressão.

Modo de Aplicação (com ou sem alarme):

� Aplicados na sucção (baixa pressão): podem efetuar a parada do circuito em função de uma perda parcial ou total de fluido refrigerante no sistema.

� Aplicados na descarga (alta pressão): devem evitar que o circuito atinja pressões perigosas em vasos de pressão tais como separadores de óleo, tanques de líquido e condensadores.

Pressostados para Proteção

PRESSOSTATOS

Suas características principais são:

� Uma tomada de pressão;� Escala de trabalho e diferencial ajustável;� Relê elétrico tipo SPDT – polo simples e duplo acionamento;� (Baixa) Faixa de pressão: –0.5 a 7 bar (-0.05 a 0.7 MPa).� (Alta) Faixa de pressão: 7 a 400 bar (0.7 a 40 MPa), podem

suportar até uma sobrepressão de 600 bar (60 MPa).

Pressostados para Alta ou Baixa Pressão

PRESSOSTATOS

Este tipo de pressostato combina as funções de controle de alta e baixa pressão em um único equipamento.

Suas características principais são:

� 2 Tomadas de pressão;� Escala de trabalho e diferencial ajustável;� Relê elétrico tipo SPDT – polo simples e duplo acionamento;� Faixa de pressão: Baixa �� 0.5 a 7 bar (-0.05 a 0.7 MPa)

Alta �� 7 a 400 bar (0.7 a 40 MPa);

� Relês internos separados para a baixa e alta pressão. Isto torna possível a sinalização de alarmes separados para alta e baixa pressão mesmo utilizando uma peça conjugada;

Pressostados Conjugados

PRESSOSTATOS

Algumas aplicações:

� Utilizado para efetuar a parada do compressor devido a lubrificação inadequada;

� Verificação da perda de carga em filtros de linha de líquido / sucção / óleo.

O pressostato de óleo é sempre utilizado em compressores com lubrificação forçada, verificando a pressão diferencial da bomba de óleo. Para isto, admite duas tomadas de pressão: uma de baixa pressão (LP) e a outra de alta pressão (HP). O lado HP é conectado na saída da bomba de óleo e o lado de baixa na sucção da bomba ou no cárter do compressor.

Pressostados Diferencial

PRESSOSTATOS

Um pressostato ainda pode ter outras duas características:

� Podem ser com rearme manual (indicado para função de proteção); ou

� Podem ser com rearme automático (indicado para função de controle).

Obs.: O rearme manual obriga o operador a, antes de efetuar o rearme, verificar qual foi o motivo de seu desarme.

PRESSOSTATOS

PRESSOSTATOS

PRESSOSTATOS

PRESSOSTATOS

PRESSOSTATOS

Acessórios

PRESSOSTATOS

AcessóriosVálvula de controle de Pressão

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