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Sensores - Parte 2

1) SENSORES DE PRESSÃO

2) SENSORES DE TEMPERATURA

3) SENSORES DE VAZÃO 4) SENSORES DE NÍVEL LÍQUIDO

KILIAN, Christopher. Modern Control Technology: Components & Systems, Capítulo 6. Delmar, 2a Ed., 2004.

1) SENSORES DE PRESSÃO

Pressão: força por unidade de área que um material exerce sobre o outro.

Unidades comuns: psi (lb/in2) e Pa (N/m2).

Sensores de pressão são compostos por duas partes:

Conversão de pressão numa força ou deslocamento.

Conversão de força ou deslocamento em sinal elétrico.

Medidas de pressão feitas para gases e líquidos.

Tipos de medida de pressão:

Gauge pressure - diferença entre a pressão de interesse e a presão ambiente

Pressão diferencial - diferença de pressão entre dois pontos distintos no circuito

Pressão absoluta - medida por um sensor de pressão diferencial com um dos lados em 0 psi (aproximadamente vácuo).

Tubo de Bourdon

O movimento é proporcional à pressão aplicada.

O deslocamento pode ser linear ou angular.

Um sensor de posição, como um LVDT, transforma o deslocamento num sinal elétrico.

Disponível para pressões de 30 a 100.0 psi.

Uso típico: medida de pressão gauge de vapor d'água e água.

Fole (Bellow)

Foles de metal para transformar pressão em um movimento linear.

Medidor de pressão diferencial: fole dentro de recipiente (canister).

Mais sensíveis que o tubo de Bourdon nas pressões de 0 a 30 psi.

Sensores de pressão a semicondutor

Utilizam a propriedade piezoelétrica do silício.

Pressão - resistência elétrica - voltagem.

Não há partes móveis. Pressões nas faixas de 0-1,5 psi a 0-5000 psi.

Sensor comercial ST2000 da Sym Inc.

Pode ser utilizado para medir pressão de fluidos e gases.

Possui amplificador interno. Saída: voltagem proporcional à tensão absoluta.

2) SENSORES DE TEMPERATURA

Fornecem uma saída proporcional à temperatura. Sensores de temperatura bimetálicos

Utilizados para controle ON-OFF.

Fechamento de contato por mercúrio.

Termopares

Efeito Seebeck: uma voltagem proporcional à temperatura pode ser produzida por um circuito composto por dois metais distintos.

Exemplo: termopar de ferro-constantan, uma liga (alloy), fornece 0,35 V/oC.

Junção quente: ponta de prova (probe). Junção fria: referência de temperatura.

Vnet = Vhot - Vcold

Na prática: termopares conectados a cabos de cobre - três junções se formam.

Junções com os cabos de cobre devem ser mantidas à mesma temperatura (bloco isotérmico).

Também utilizam-se cabos de compensação.

Originalmente junção fria imersa em um banho de gelo (ice-water bath).

Vcold fica então constante e conhecida.

Modernamente não é mais necessário o banho de gelo, 8 / 24 utilizam-se, por exemplo, um sistema de acondicionamento de temperatura para a junção fria.

Pode-se compensar numericamente o efeito da temperatura da junção fria, consultando numa tabela a tensão correspondente Vcold à temperatura ambiente e somando a Vnet, obtendo-se diretamente Vhot.

Pode-se também usar um diodo sensível à temperatura.

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