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Aula2 c 14-02-2013
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Aula2 c 14-02-2013

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  • 1. Aula 2C: SensoresEngº. Hamilton SenaCurso: Técnico em Eletrotécnica – 4º MóduloAula 2C – 14/ 2013 02/
  • 2. Conteúdo• Sensores Potenciométricos• Sensores Ultrasonicos• Sensores de Temperatura • Termopares • Termistores• Sensores Strain Gage (extensiométricos)• Pesquisa
  • 3. Sensores PotenciométricosCompostos de um resistor variável e um circuito divisor de tensão. Éutilizado para o controle de posição angular e linear.
  • 4. Sensores UltrasonicosCompostos de um emissor e um receptor de ultra-som. Ofuncionamento é muito parecido com o dos sensores fotoelétricose têm aplicação na detecção de obstáculos e determinação donível de líquidos. Ex.: Nível de reservatórios de água.
  • 5. TermoparesQuando aquecemos um determinado condutor há uma agitaçãode moléculas proporcional à temperatura aplicada. Sabemos quedois materiais condutores distintos ao serem aquecidos por umamesma fonte de calor, se agitarão com velocidades diferentes,assim ao fundirmos esses dois materiais surge o termopar e nasextremidades dos condutores teremos uma d.d.p. proporcional àtemperarura aplicada. Esse então é o efeito Seebeck emhomenagem a Thomas Seebeck descobridor desse efeito.
  • 6. TermistoresSão semicondutores que possuem uma forte variação da resistênciaelétrica com a variação da temperatura. Os semicondutores podemser à base de silício dopado ou arsenieto de Gálio (GaAs).Podem ser de dois tipos:NTC (Negative Temperature Coefficient) – Aumento naquantidade de elétrons e lacunas livres gerado por excitaçãotérmica, assim a resistência diminui com o aumento datemperatura.PTC (Positive Temperature Coefficient) – Aumento da vibraçãodos átomos, dificultando a movimentação de elétrons e surgimentode lacunas, assim a resistência aumenta com o aumento datemperatura.Obs.: Como esses efeitos acontecem simultaneamente em umsemicondutor, dependendo do material empregado e datemperatura de operação, um deles prevalece em relação ao outro.
  • 7. Termopares X Termistores TermistorTermopar Faixa de temperatura: -100 a +450º C Sensibilidade: vários ohms/ohms/oCFaixa típica de temperatura: -270º C a 1800º C Precisão: +/- 0,1º CSensibilidade: faixa dos microvolts por oC Linearidade: também precisam de umaPrecisão típica: +/- 0,5% correção polinomial de 3ª ordem de uma tabelaLinearidade: precisa de uma correção polinomial de correçãoou equivalente de 4ª ordem. Robustês: existem vários tipos de invólucrosRobustês: para a conexão deste tipo de sensor para os termistores, os quais influem muito nanormalmente são usados fios grossos, o que os sua resistência a choques, vibrações e outrostorna bastante robustos. Contribui para esta elementos. Por exemplo, os tipos comrobustês os materiais isolantes que são usados. invólucros de vidro são os mais robustos apesarTempo de resposta: curto, da ordem de menos de da maior dificuldade no manuseio.1 segundo Tempo de resposta: médio, dependendo daExcitação externa: não necessita de um circuito capacidade térmica. Na faixa de 1 a 5de excitação externa segundos geralmenteSinal de saída: tensão Excitação: precisam de uma fonte externa dePreço: médio tensão Sinal de saída: consiste numa resistência Custo: baixo
  • 8. Termopares X TermistoresTermopar: são usados no sensoriamento de temperaturas muitoaltas, pois são os que podem suportar os valores mais altos. Issoinclui o controle de temperatura de fornos, motores de combustão,etc.Termistor: usados na compensação de junções frias, pontes demedida, calibração de pirômetros, etc. Termopares Termistores
  • 9. Sensores Strain GageSeu principio de funcionamento está baseado na ponte de wheatstone,a qual é constituída de 4 resistores e um galvanômetro. Se todas asresistências forem de mesmo valor a d.d.p. no galvanômetro é 0V. Aopasso que, ao variarmos um único valor de resistência, ocorre odesequilíbrio da ponte e o galvanômetro deflexiona no sentido positivoou negativo conforme a variação de resistência.Assim, e baseado também no princípio de que a resistência de umcondutor é proporcional ao seu comprimento, contrói-se o Strain Gageou extensômetro utilizado para medir deformações de corpos sólidos.Pode ser utilizado também em balanças elétricas.
  • 10. Sensores Strain Gage
  • 11. PesquisaForam apresentados até o momento apenas os principaissensores utilizado. Assim, segue abaixo alguns sensores quedevem ser pesquisados.• Sensores Magnéticos;• Sensores de Pressão;• Sensores de Luminosidade;• Acelerômetros;• Sensores para a detecção de gases (O2, CO2, etc);• Sensores de PH;• Sensores de Tensão;• Sensores de corrente e• Sensores de potência.