Sensores E Atuadores

TRABALHO DE SIP

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 3

2 SENSORES 4

3 ATUADORES 5

3.1 MOTORES ELÉTRICOS 5

3.2 OUTROS TIPOS DE ATUADORES 6

4 CONVERSORES ANALÓGICO-DIGITAL 7

5 CONVERSORES DIGITAL-ANALÓGICO 8

6 DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SAÍDA 8

7 CONCLUSÃO 10

1 INTRODUÇÃO

Para implementar a automação e o controle de processos, o computador deve coletar dados do processo de produção e transmitir sinais a ele.

As variáveis e os parâmetros de processos são classificados como contínuos ou discretos, com diversas subcategorias na classe discreta.

O computador digital opera com dados digitais (binários), enquanto alguns dados do processo são contínuos ou analógicos. E é preciso reajustar esse diferença na interface entre o processo e o computador.

Os principais componentes necessários à implementação dessa interface que será detalhados são os seguintes:

 Sensores para medir as variáveis contínuas e discretas do processo;

 Atuadores que acionam os parâmetros contínuos e discretos do processo;

 Dispositivos que convertem sinais analógicos contínuos em dados digitais;

 Dispositivos que convertem dados digitais em sinais analógicos;

 Dispositivos de entrada/saída para dados discretos.

2 SENSORES

Um sensor é um dispositivo que converte um estimulo físico ou uma variável de interesse (tal como temperatura, força, pressão ou deslocamento) em uma forma mais conveniente (em geral um sinal elétrico como a voltagem), cujo propósito é medir o estímulo.

Os sensores podem ser divididos em diferentes formas, sendo a mais relevante a apresentada no quadro abaixo:

Categoria do estímulo Exemplo de variáveis físicas

Mecânico Posição, velocidade, aceleração, força, torque, pressão, desgaste, tensão, massa, densidade

Elétrico Voltagem, corrente, carga, resistência, condutividade, capacitância

Térmico Temperatura, calor, fluxo de calor, condutividade térmica, calor específico

Radiação Tipo de radiação, intensidade, comprimento da onde

Magnético Campo magnético, fluxo, condutividade, permeabilidade

Químico Identidade de componentes, concentração, níveis de pH, presença de ingredientes tóxicos, poluentes

Além do tipo de estímulo, os sensores também são classificados como analógicos ou discretos, conforme as variáveis no processo. Um dispositivo de medição analógico produz um sinal analógico continuo como uma tensão elétrica, cujo valor varia de modo analógico com a variável sendo medida. Já um dispositivo de medição discreto produz uma saída que pode ter somente determinados valores. Dispositivos de sensoriamento discreto costumam ser divididos em duas categorias: binários e digitais.

Transdutores digitais estão se tornando cada vez mais comuns porque são de fácil leitura quando utilizados como instrumentos isolados de medida e porque são compatíveis com sistemas computadorizados digitais.

Os sensores podem ser ativos ou passivos. O sensor ativo responde ao estimulo sem a necessidade de uma energia externa. O sensor passivo requer uma fonte de externa de energia para operar.

3 ATUADORES

Nos sistemas de controle industrial, um atuador é um dispositivo de hardware que converte sinal de comando do controlador em uma mudança em um parâmetro físico. A mudança normalmente é mecânica. Um atuador transforma corrente elétrica em velocidade de rotação de um motor elétrico.

Os atuadores podem ser classificados em: elétricos, hidráulicos e pneumáticos. Os elétricos são os mais comuns, podendo ser tanto lineares como rotacionais. Os hidráulicos utilizam fluido hidráulico para amplificar o sinal de comando controlador, e os dispositivos oferecem movimento linear ou rotativo; são recomendados quando à necessidade de grandes forças. Os pneumáticos usam ar comprimido como energia propulsora, alguns deles possuem movimentos lineares ou rotativos, podendo estar limitados em aplicações d e força relativamente baixo devido à pressão do ar.

3.1 MOTORES ELÉTRICOS

Motores elétricos transformam energia elétrica em energia mecânica. A maioria dos motores são rotativos. O motor é composto por um estator que é um componente fixo com formato de anel e um rotor que é a parte cilíndrica girando em volta do estator. A corrente elétrica que alimenta o motor gera um campo magnético em deslocamento fazendo com que o rotor gire na tentativa de sempre alinhar seus pólos aos pólos opostos do estator. Alguns dos tipos que são usados na automação e no controle industrial são: motores CC, motores CA, e motores de passo.

 MOTORES CC.

São alimentados por correntes e voltagens constantes. Possui um com um dispositivo de movimento rotativo chamado comutador sendo que este tipo não é vantajoso, pois resultam em centelhamento, desgastes das escovas e problemas de manutenção. E outro que evita o uso do comutador seria o motor CC sem escovas este traz benefícios como diminuição da inércia da montagem do rotor e permitindo maior velocidade. Os motores CC são utilizados por conveniência da utilização de corrente como fonte de energia ou para a popularidade dos motores CC devido à relação torque/ velocidade.

 MOTORES CA.

Estes motores são muito utilizados nas aplicações industriais. Eles não usam escovas. Operam por meio