Sensores

Sensores

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Sensores

Introdução aos Sensores

Nas plantas automatizadas os sensores são elementos muito importantes. Na nossa

vida cotidiana, os sensores estão presentes em várias situações, ainda que muitas

vezes não nos damos conta. Vamos analisar, por exemplo, o funcionamento de um

termômetro. Ele indica a temperatura do nosso corpo através do mercúrio, uma

substância que se expande com o aumento da temperatura. Então, podemos dizer que

o mercúrio é o sensor da temperatura do corpo.

Quando subimos numa balança analógica e observamos nosso peso, por exemplo,

estamos diante de um processo que faz uso de um sensor. A balança indica nosso peso

ou massa porque uma mola sofre uma deformação mecânica proporcional a ele. A

informação da deformação é transformada (mecanicamente) e faz girar o ponteiro da

balança.

Há outros inúmeros exemplos do uso de sensores como o velocímetro de um

automóvel que indica a velocidade de deslocamento porque existe um sensor que é

capaz de medir a velocidade das rodas. Ou então, a porta de uma geladeira que ao ser

aberta acende a luz, porque há um sensor que indica que ela foi aberta.

Procure pensar em outros exemplos da nossa vida em que os sensores estão

presentes.

O sensor percebe (ou "sente") uma determinada grandeza física/química e a transmite

para um indicador (termômetro, ponteiro do velocímetro, ponteiro da balança, etc.) e,

em muitos casos, também para um controlador. Na transmissão de uma grandeza

física/química há uma transformação de sinal. A deformação da mola pelo peso

transforma-se no acionamento do ponteiro da balança, por exemplo.

Sensoré, então, um dispositivo capaz de monitorar a variação de uma grandeza física e

transmitir esta informação a um sistema em que a indicação seja inteligível para nós

ou para o elemento de controle do sistema. No caso do automóvel, por exemplo, o

elemento que controla o sistema é o motorista; no caso da geladeira é uma ligação

elétrica que determina se a lâmpada deve ser acesa.

Todos os dispositivos sensores são compostos por elementos denominados

transdutores, pois são capazes de transformar um tipo de energia em outro. A maior

parte dos sensores é constituída por transdutores que convertem uma grandeza de

entrada em uma grandeza elétrica, que pode ser processada por um circuito elétrico

ou eletrônico. Sensores

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Transdutor: é todo dispositivo que recebe um sinal de entrada na

forma de uma grandeza física, e fornece uma resposta na saída, da

mesma espécie ou diferente, que reproduz certas características do

sinal de entrada a partir de uma relação definida.

Há vários tipos de sensores e, em um sistema, eles podem ser colocados em pontos

diferentes.

Características e Tipos de Sinais

Os sensores podem ser classificados segundo o tipo de sinal que transformam. Assim,

para estudar sensores é necessário começar pelos tipos de sinais.

Um sinal é uma informação na forma de um valor (ou de uma curva de valores) de

uma grandeza física [DIN 19226]. Há diferentes representações para os diversos tipos

de sinais, da mesma maneira que há diversas representações para uma grandeza

física. Vamos ver, a seguir alguns tipos de sinais.

Sinal Digital

O sinal digital binário (“bi=dois”) só pode assumir dois valores. Estes valores são

associados a estados que podem indicar, por exemplo, se uma pressão está acima ou

abaixo de uma determinada referência. O valor 0 (zero) é geralmente utilizado para

indicar estados como “falso”, “aberto”, “desligado” ou “abaixo da referência”, enquanto

o valor 1 (um) pode indicar estados como “verdadeiro”, “fechado”, “ligado” ou “acima

da referência”.

Observe o exemplo da Fig. 1. Sensores

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Fig. 1 - Exemplo de sinal binário ou discreto

Na Fig. 1, o gráfico da esquerda indica a sinalização digital binária mudando de zero

para um de acordo com a mudança da variável pressão visualizada no gráfico da

direita. No tempo T1, a pressão encontra-se em um valor onde seu nível binário

correspondente é o zero. Ao alcançar o tempo T2, percebe-se que a pressão atingiu

uma amplitude que faz com que o sensor seja comutado do valor zero para o valor

um, detectando assim um aumento da pressão. A zona entre os níveis de acionamento

lógico zero e um serve para absorver pequenas flutuações na pressão