Baixe Instrumentação- Sensores e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity! DISPOSITIVOS MECATRÔNICA ATUAL Nº 4 - JUNHO/20022 0 O SENSOR MAGNÉTICO OU “REED -SWITCH” s sensores magnéticos são compostos por um contato feito de material ferro magnético (ferro, ní- quel, etc.) que é acionado na pre- sença de um campo magnético (ímã permanente, por exemplo). Vide figura 1. Seu princípio de funcionamento é simples: quando um ímã aproxima-se do sensor, o campo magnético atrai as chapas de metal, fazendo com que o contato elétrico se feche. O símbolo desse sensor pode ser visto na figura 2. Esses sensores são muito utiliza- dos para detectar fim-de-curso em sis- temas automáticos. SENSOR CAPACITIVO Antes de explorarmos o sensor capacitivo, vamos relembrar al- guns conceitos básicos sobre o capacitor. O capacitor é um componente ele- trônico capaz de armazenar cargas elétricas. Por essa razão, ele opõem- se as variações de tensão, e é muito utilizado como filtro em circuitos ele- trônicos. Esse componente é composto por duas placas metálicas isoladas eletri- camente. O material isolante é chama- do “dielétrico”. O valor da capacitância do capacitor é diretamente proporcional a área das placas e da constante dielétrica do material isolante, e inver- samente proporcional à distância en- tre essas placas. Vide figura 3. Em corrente contínua, o capacitor carrega-se de forma exponencial se- gundo uma constante de tempo RC. Notem pela figura 4 que, no instante inicial da carga, temos a corrente má- xima e, após ser totalmente carrega- do, a corrente cai a zero. Já em corrente alternada, o ca- pacitor comporta-se como um resistor. O processo de carga e descarga feito pela corrente alternada atribui uma “re- sistência” elétrica ao componente. Na verdade, o termo “resistência” é errô- neo visto que deveria ser impedância, pois varia com a freqüência. A impedância do capacitor para sinais alternados é dada por: Xc = 1 . 2 π f C Onde C= valor de capacitor, em F f = freqüência de sinal, em Hz. Verifiquem na figura 5. Sensores A maior ia dos elementos pro- vedores de in- formações para os sistemas de automação in- dustrial consiste de sensores. Neste artigo, vamos abordar os principais tipos utilizados no chão-de-fábrica enfocando, principalmente, as aplicações práticas. Alexandre Capelli Figura 1 - Estrutura de um sensor magnético (Reed-switch). Figura 2 - Símbolo do Reed-switch. DISPOSITIVOS 2 1MECATRÔNICA ATUAL Nº 4 - JUNHO/2002 A diferença básica entre o capacitor convencional e o sensor capacitivo é que as placas (no sensor) são colocadas uma ao lado da outra (figura 6), e não uma so- bre a outra (como no capacitor). No sensor capacitivo, portanto, o dielétrico é o ar, cuja constante é igual a 1. Quando algum objeto, que normalmente possui constante dielétrica maior do que 1, é aproxi- mado do sensor, aumenta sua capacitância (figura 7). O circuito de controle, então, de- tecta essa variação, e processa a pre- sença desse objeto. Geralmente, es- ses sensores são utilizados para monitorar a presença de corpos não magnéticos. A simbologia do sensor pode ser vista na figura 8, e na figura 9 temos alguns exemplos de aplicação. SENSOR INDUTIVO Assim como fizemos com o sensor capacitivo, vamos relembrar alguns conceitos básicos do indutor. Figura 3 - Capacitor e constantes dielétricas. Figura 4 - Carga de um capacitor em corrente contínua. Figura 5 - Reatância capacitiva do capacitor quando ligado em CA. Figura 6 - Sensor capacitivo (placas dispostas lado a lado. Figura 7 - Dinâmica do sensor capacitivo.
