Utilização de Sensores no Ensino das Ciências Departamento de Física Faculdade de Ciências da Universidade do Porto Utilização de Sensores no Ensino das Ciências Adriano Sampaio e Sousa (DFUP) Paulo Simeão Carvalho (DFUP) 9, 10 e 11 de Julho de 2001 6, 7 e 8 de Setembro de 2001

SENSOR TIPO DE ESTÍMULO SINAL ELÉCTRICO input output Óptico Eléctrico Mecânico Químico Biológico Acústico Térmico input Magnético SENSOR Radiante output SINAL ELÉCTRICO

OS CINCO SENTIDOS Caracol (canal auditivo interno) SINAL SINAL Papilas olfactivas MECÂNICO QUÍMICO SINAL Bastonetes e cones da retina ÓPTICO SINAL SINAL Papilas gustativas Nervos BIOQUÍMICO MECÂNICO

FUNCIONAMENTO DE UM SENSOR SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE DADOS SENSOR PERIFÉRICO INTERFACE OBJECTO C O M U T A D O R A / D COMPUTADOR INTERFACE SENSOR CIRCUITO DE EXCITAÇÃO ACTUADOR

INTERFACE ... E ALGUNS SENSORES RADIAÇÃO MOVIMENTO OXIGÉNIO DISSOLVIDO pH TEMPERATURA

SENSORES PARA PORTA USB

TIPOS DE SENSORES PASSIVOS ACTIVOS Geram o sinal eléctrico Sensores Recebem um sinal externo de excitação que tarnsformam no sinal eléctrico termoeléctricos piezoeléctricos piroeléctricos

Condições ambientais permitidas CARACTERÍSTICAS DE UM SENSOR Estabilidade Sensibilidade Gama de medida Condições ambientais permitidas Tempo de resposta Selectividade Erro de histerese Características de sobrecarga Vida operacional Linearidade de resposta Custo, dimensões, peso Banda morta Formato de saída

CAMPOS DE APLICAÇÃO Engenharia civil, construção Automóvel e outros transportes Agricultura Militar Doméstico, electrodomésticos Ambiente, meteorologia, segurança Medição científica Energia, potência Saúde, medicina Informação, telecomunicações Indústria, distribuição, comércio Recreação, brinquedos Espaço

MERCADO DE SENSORES ( Reino Unido, ano 2000 ) Milhões de £

MERCADO DE SENSORES ( Japão, ano 1987 )

Quando usar sensores? Medições simultâneas Grande número de medições Eliminação de erros pessoais sistemáticos Período de aquisição extenso Quando usar sensores? Redução de custos Período de aquisição muito curto Medições que podem ser efectuadas mais comodamente de outra forma ?

ENQUADRAMENTO DIDÁCTICO Novas tecnologias e motivação dos alunos A realidade e os modelos - perspectiva CTS Análise comparativa de funções Investigação de relações entre grandezas físicas Contudo ... Os sensores não dispensam a aquisição de competências experimentais elementares: planificar e efectuar montagens experimentais utilizar correctamente instrumentos de medida construir e analisar tabelas de valores experimentais elaborar e interpretar gráficos

FIM