Baixe Artigo Sensores e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Engenharia Mecânica, somente na Docsity! Sensores e Aquisição de dados Ingrid Argolo¹, ingargolo@hotmail.com Isabelle Galeão¹, bellegaleao@hotmail.com Edward Menezes¹, edward.allyson@gmail.com Tonis Magno¹, tonis_magno@hotmail.com Robson Rodrigues¹, robdrigues@hotmail.com Urbano Augusto¹, urbano.augusto@ig.com.br Murilo Plinio ², murilo.ribeiro@pro.unifacs.br Universidade Salvador, Rua Vieira Lopes, nº. 2 - Rio Vermelho, Salvador - Bahia - CEP: 41.940-560. As informações e opiniões contidas neste trabalho são de exclusiva responsabilidade do(s) autor(es). Resumo: O presente trabalho pretende abordar os tópicos relacionados aos sensores, sua funcionabilidade, características e sua vasta aplicação. Os sensores surgiram para que os processos fossem automatizados, para que a produção fosse mais eficiente e eficaz, pois um sensor dá mais rapidez, comodidade e segurança nos processos. Hoje em dia a aplicação dos sensores é tão vasta que passa despercebido por nós, por exemplo, em um automóvel existem sensores por toda a parte, sensores de nível, para ver o volume de combustível, de óleo no motor, sensor de temperatura, onde se confere a temperatura do motor, e até em alguns carros mais modernos a temperatura no interior do automóvel, na segurança do carro, sensor de estacionamento, sensor de presença dentre outros sensores que auxiliam no dia a dia onde quer que seja a aplicação destes. Palavras-Chave: Sensor, Aplicação, Características, Segurança. Abstract: This paper aims to discuss topics related to sensors, its functionality, features and its wide application. The sensors have emerged so that the processes were automated, so that production is more efficient and effective, because a sensor gives more speed, convenience and safety processes. Today the application of sensors is so vast that goes unnoticed by us, for example, in a car there are sensors everywhere, level sensors, to see the volume of fuel, engine oil, temperature sensor, which gives the engine temperature, and even some more modern cars the temperature inside the car, in car security, parking sensor, presence sensor among other sensors that help in everyday life wherever their application. Keywords: Sensor, Application, Features, Security. 1. Introdução ¹ – Graduando em Engenharia Mecânica Os sensores são dispositivos que surgiram para auxiliar na automação de máquinas, equipamentos e processos, substituindo as chaves de acionamento mecânico dando maior versatilidade e durabilidade às aplicações. Um sensor pode ser definido como um transdutor que altera a sua característica física interna devido a um fenômeno físico externo. Um sensor muda seu comportamento sob a ação de uma grandeza física, podendo fornece direta ou indiretamente um sinal que indica essa grandeza e convertendo uma quantidade física em um sinal elétrico [1]. 2. Sensores Os sensores recebem sinais físicos e têm por função converter-los em sinais elétricos, estes podem ser classificados de acordo com o seu sinal de saída, em sensores analógicos e digitais e pelo seu tipo, são eles: indutivos, capacitivos, magnéticos, ultra-sônicos e laser [1, 2]. 2.1. Sensores Analógicos Esse tipo de sensor pode assumir qualquer valor em seu sinal de saída ao longo do tempo, desde que esteja dentro da sua faixa de operação. Algumas das grandezas físicas podem assumir qualquer valor ao longo do tempo são: Pressão, Temperatura, Umidade, Vazão, Força, entre outros. Estas variáveis são mensuradas por elementos sensíveis com circuitos eletrônicos que não utilizam microcontroladores [3]. 2.2. Sensores Digitais Esse tipo de sensor pode assumir apenas dois valores no seu sinal de saída ao longo tempo, que podem ser interpretados como 0 ou 1. Não existe naturalmente grandezas físicas que assumem estes valores, mas eles são assim mostrados ao sistema de controle convertido pelo circuito eletrônico do transdutor. É utilizado, por exemplo, em detecção de passagem de objetos, encoders na determinação de distancia e velocidade, etc [3]. 3. Características dos Sensores 3.1. Sensibilidade A sensibilidade do sensor e a variação do sinal elétrico de saída com o de entrada, variação de grandeza física no processo. Portanto a se o sensor é estimulado com qualquer sinal em qualquer grandeza física e der uma resposta, essa variação no sinal elétrico de entrada e de saída se da à sensibilidade do sensor. Por exemplo, um termômetro, a coluna de mercúrio quando estimulada pela temperatura ela ascende ou descende, essa variação pelo estimulo na coluna da à sensibilidade do termômetro, se varia, por exemplo, 1 cm a cada ºC ele tem uma sensibilidade de 1cm/ºC [2]. Figura 1: Termômetro de mercúrio [5]. 3.2. Resolução A resolução é o menor incremento do estimulo medido que provoca uma mudança no sinal de saída do sensor. Como por exemplo, um sensor de temperatura que tem uma resolução de 0,1ºC, portanto o sensor o ar, cuja constante dielétrica é igual a 1, portanto o valor da capacitância é muito baixo. Quando um objeto que possui constante dielétrica maior que 1 é aproximado do sensor capacitivo, o campo magnético gerado pela atração entre as cargas passa por esse objeto e a capacitância aumenta. O circuito de controle detecta essa variação e processa a presença do objeto. [1] Figura 9: Princípio de funcionamento do sensor capacitivo. [13] Figura 10: Aplicação de sensores capacitivos na detecção do leite em caixa e controle de nível. [17] 5. Grau de Proteção de Sensores IP (International Protection) ou Grau de Proteção são medidas aplicadas ao envoltório de um equipamento elétrico, visando: A - Proteger as pessoas contra o contato a partes energizadas sem isolamento ; evitar o contato com as partes móveis no interior do envoltório e a entrada de corpos estranhos. B - Proteger o equipamento contra a entrada de água em seu interior. Os envoltórios são especificados por uma simbologia que é composta de uma sigla “IP”, seguido de dois dígitos, que classificam o grau de proteção do equipamento elétrico: Figura 11: Tabela de Graus de Proteção [15]. Um equipamento instalado, ao longo do tempo, será submetido a variações bruscas de temperatura, umidade, descargas elétricas causadas por raios, poeira, etc. Por exemplo, apesar do equipamento ter sido construído para impedir a entrada de poeira e a penetração de jatos de água, ou seja, com grau de proteção IP 65, o mesmo foi dimensionado levando em consideração a aplicação em um ambiente industrial. Com o tempo, este equipamento precisará de proteções adicionais para garantir sua durabilidade e desempenho. Para isto, a NBR IEC 60529 classifica essas proteções especiais como letras suplementares, as quais são utilizadas além das proteções definidas na classificação IP: [14][15][16] Letra Suplementar Letra Descrição H Equipamento de alta tensão M Ensaiado para efeitos prejudiciais devidos à penetração de água quando as partes perigosas móveis do equipamento (por exemplo, o rotor de uma máquina rotativa) estão em movimento. S Ensaio para efeitos prejudiciais devidos à penetração de água quando as partes móveis do equipamento (por exemplo, o rotor de uma máquina rotativa) estão estacionários. W Apropriado para uso sob condições ambientais especificadas e fornecido com características ou processos de proteções adicionais. Tabela 1: Classificação NBR para proteções especiais. 6. Conclusão Esse trabalho possibilitou conhecer os principais tipos de sensores e entender suas caracteristicas o seu funcionamento sendo estes como: Sensor Capacitivo, Sensor Óptico e Sensor indutivo que podem ser classificado de acordo com o seu sinal de saída como Sensores Analógicos ou Sensores Digitais. Apresentando possíveis aplicações desses sensores de acordo com suas especificações e cuidados mostrando que para a automatização de um sistema sem a presenças dos sensores é praticamente impossivel a mesma. Os sensores têm hoje um amplo campo de aplicações e mercado, com inúmeros modelos e dimensões, com alta tecnologia se desenvolvendo cada vez mais. Por esses motivos são muito usados na indústria, sendo ela no ramo da saúde, processos, fundição, metalurgia, automobilística, entre os mais diversos ramos de atividade, podendo ser aplicados nos mais diversos ambientes. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Rosário, João Maurício, Princípios de Mecatrônica, São Paulo, Prentice Hall, 2005. [2] Thebas, Vantuil Manoel, Características dos Sensores, Instituto Federal do Espírito Santo,Serra, 2009. [3] Thomazini, Daniel, Sensores Industriais: Fundamentos e Aplicações, Editora Érica LTDA, São Paulo, 2005. [4] MSPC INFORMAÇÕES TÉCNICAS. Disponivel em: http://www.mspc.eng.br/tecdiv/med100.shtml. 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