Os Transdutores e Sensores

TRANSDUTORES E SENSORES

TRANSDUTORES

        Os dispositivos que executam conversão de uma grandeza física em outra, são chamados de transdutores.

        Portanto, para tal definição, nos referimos aqueles dispositivos que transformam uma grandeza física em uma elétrica, com o mesmo significado de sensores.

        A grandeza elétrica de saída de um transdutor pode ser uma tensão, uma corrente, uma resistência etc.

        Dependendo da natureza da grandeza elétrica de saída, os transdutores são subdivididos em analógicos e digitais: para uma grandeza física continua na entrada, um transdutor analógico faz corresponder uma grandeza elétrica continua na saída e proporcional à grandeza física medida, no entanto um transdutor digital faz corresponder uma sucessão de sinais digitais.

        Em termos gerais, esta conversão requer um consumo de energia para a qual a presença do transdutor constitui uma perturbação no processo analisado.

        Cada um deles possui um conjunto de características sendo algumas específicas e outras comuns aos outros, tais:

• Faixa de medida (range): Indica a excursão entre o valor minimo e máximo da grandeza física medida pelo transdutor.
• Constante de proporcionalidade: Indica a relação entre o valor de saída e o correspondente valor da grandeza de entrada.
• Erro de linearidade: Indica o desvio da constante de proporcionalidade entre a entrada e a saída e é expresso em % sobre o valor máximo de saída.
• Precisão (Erro de medida):  Indica o desvio máximo entre o valor medido e o valor real e é expresso em % sobre o valor de fundo de escala.
• Velocidade de resposta: Indica a repetibilidade com que a grandeza de saída segue a variação da grandeza de entrada.
• Estabilidade: Indica a constante da relação entrada / saída em todas as condições de operação.
• Repetibilidade: Indica a tolerância entre a qual se encontram os valores relativos a uma mesma medida e normalmente é expressa como fração da precisão.

DETERMINAÇÃO DA LINEARIDADE DE UM TRANSDUTOR

        A maioria dos transdutores analisados é do tipo linear e durante a prática, em dos dados principais para ser observado é a linearidade percentual.

        Devido aos procedimentos de determinação da linearidade ser o mesmo para todos os transdutores desenvolve-se uma série agora ilustrado e sempre se fará referências durante o desenvolvimento das práticas.

        Para a determinação da curva caracteristica entrada / saída dos transdutores desenvolve uma série de medidas, levando os valores de saída correspondentes aos diversos valores da grandeza física de entrada.

        Uma vez traçado o diagrama cartesiano com os pontos plotados correspondentes ao levantamentos efetuados, traça-se uma reta que melhor aproxima a tal conjunto de pontos. Isso constitui a reta otimizada do transdutor.

        Sucessivamente, são traçadas duas retas equidistantes da reta otimizada e a essas paralelas, tal que englobe todos os pontos do diagrama.

        Traça-se, portanto, uma reta paralela aos eixos das coordenadas. Os pontos nos quais ela encontra as duas retas paralelas são chamadas de V1 e V2.

        A linearidade em porcentagem, referida ao fundo de escala, é dada pela relação:

        [pic 1]

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CONDICIONADOR DE SINAL

        Geralmente, a grandeza elétrica de saída de transdutor não é diretamente manipulável. Por exemplo, a faixa da tensão de saída não é  aquela desejada, a potência do sinal fornecido é muito pequena, o tipo de grandeza elétrica não é aquele que temos necessidade, etc. Por todos esses motivos, o transdutor nunca é apresentado sozinho, mas acompanhado de um condicionador de sinal.

        Condicionador de sinal, geralmente eletrônico, é portanto um equipamento que converte uma grandeza elétrica em outra, também elétrica, mas adaptada a aplicação específica. Na grande parte dos casos a grandeza elétrica de saída é constituída por tensão

        Na maioria dos casos, o transdutor é integrado ao processo por estar estritamente em contato com a grandeza física do transdutor, por isso que nos diagramas em bloco, geralmente se representam o processo, o transdutor e o condicionador de sinal.

SENSORES

        São detetores de sinais por aproximação. Temos os seguintes tipos: Binários e analógicos.

                Binários:  Magnéticos, indutivos, capacitivos, ópticos, ultra-sônicos.

                Analógicos: Potenciometros

ATUAÇÃO DOS SENSORES

        Sensor magnético: Atua somente nos materiais ferromagnéticos, como ferro ligas de ferro, ferro-níquel etc. Este sensor são especialmente vantajosos quando necessita alto número de ciclo, quando não há espaço suficiente para a montagens de chaves fim de curso convencionais, ou quando o trabalho deve ser executado sob condições adversas (poeira, umidade, etc).

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        Sensor indutivo: Em máquinas ou dispositivos, necessita-se freqüentemente a detecção de partes móveis ou objetos, assim como tarefas de contagem, que não possibilitam o uso de chaves fim de curso convencionais, por não possuírem força, peso ou dureza suficiente. Estes sensores indutivos são constituídos por um circuito oscilador, um schmitt-trigger, e um amplificador.

        Sensor capacitivo: Os sensores capacitivos tem a forma  de atuação semelhante aos sensores indutivos. Possuem um oscilador que nos tipos usuais, não oscilam permanentemente como os sensores indutivos. Ao aproximar-se uma peça metálica da área ativa do sensor, aumenta-se a capacitância por diminuição da distância entre o objeto e a superfície ativa do sensor. Se esta distância diminui até certo valor, começam a ocorrer oscilações. Esta oscilação atua sobre um disparador que envia um sinal para um amplificador que atua na carga.