SENSORES DE PROXIMIDADE

ATUAM SEM CONTATO FÍSICO, MAS POR PROXIMIDADE. SENSORES DE PROXIMIDADE ATUAM SEM CONTATO FÍSICO, MAS POR PROXIMIDADE. FUNÇÕES DE SAÍDA: FUNÇÃO NA: SENSOR DESACIONADO , SAÍDA ABERTA. FUNÇÃO NF: SENSOR DESACIONADO, SAÍDA FECHADA. Os sensores de proximidade não atuam através do coontato físico , mas por proximidade. Os sensores possuem sua saída acionadas através de transistores ou de tiristores e conforme o estado destes componentes eletrônicos podemos ter os seguintes estados de saída: NA: sensor desacionado , a saída está aberta , ou seja, o sensor sem sentir a presença do objeto a saída está com seu elemento de saída no estado de corte. NF: sensor desacionado , a saída está fechada, ou seja, o sensor sem sentir a presença do objeto a saída está com seu elemento de saída no estado de condução. Função reversível possui uma saída NA e uma saída NF. Vale a pena ressaltar que no interior dos sensores não existe contato, mas sim semicondutor que se comporta como uma chave aberta quando em corte e como uma chave fechada quando em condução. FUNÇÃO REVERSÍVEL:SENSOR DESACIONADO, UMA SAÍDA ABERTA E UMA SAÍDA FECHADA.

CONFIGURAÇÕES ELÉTRICAS EM CORRENTE CONTÍNUA 1-TRANSISTOR PNP: CHAVEIA O POSITIVO. CONFIGURAÇÕES As configurações elétricas em corrente contínua apresentam na saída ou transistor PNP ou transistor NPN. Quando se utiliza o transistor PNP se faz o chaveamento do pólo positivo na carga , pois o negativo já se encontra ligado na mesma. Normalmente a carga ligada na saída do sensor é a bobina de um relé cujos contatos são utilizados para acionar motores , válvulas etc. A configuração E2, apresentada na figura abaixo, é do tipo PNP-NA, a configuração E3 é do tipo PNP-NF e a configuração A2 é a PNP-Reversível. O retângulo com uma diagonal no centro é o símbolo de bobina de relé. .

2-TRANSISTOR NPN: CHAVEIA O NEGATIVO CONFIGURAÇÕES A configuração elétrica que apresenta o transistor NPN na saída chaveia o negativo , pois o positivo já está ligado na carga do sensor. A configuração E é do tipo NPN-NA , a configuração E1 é do tipo NPN-NF e a configuração A é do tipo NPN-reversível.

SENSORES DE SAÍDA PROGRAMÁVEL: SENSOR DE SAÍDA AC: Existem sensores programáveis que a troca de dois fios entre si possibilita a mudança da configuração de saída de NA para NF. Os sensores para corrente alternada possuem como elemento de chaveamento o tiristor SCR alimentado por uma ponte retificadora. Vide figura abaixo:

SENSORES DE SAÍDA AC (3 OU 4 FIOS). CONFIGURAÇÕES: Assim como os sensores de corrente contínua, os sensores de corrente alternada também apresentam as configurações NA, NF e reversível. O componente de acionamento interno dos sensores de corrente alternada é o tiristor SCR e no mercado o sensor de corrente alternada pode ser de 2 fios , 3 fios ou 4 fios , conforme os esquemas abaixo: Sensor de corrente alternada com 2 fios de saída. Sensor de corrente alternada de 3 fios de saída.

PROTEÇÕES DOS SENSORES: -POLARIDADE INVERTIDA. -CURTO-CIRCUITO NA SAÍDA. -TRANSIENTES GERADOS POR CARGAS INDUTIVAS. Para aumentar a vida útil dos sensores , o mesmo pode ter algumas proteções internas tais como: Inversão de polaridade: Para evitar que o circuito seja alimentado de forma invertida , um diodo é colocado na entrada do circuito impedindo assim que , o circuito interno seja alimentado de forma incorreta Curto-circuito na saída: Existe um circuito interno que desliga a saída do sensor caso a corrente assuma valor que possa ser prejudicial ao funcionamento do sensor. Transientes gerados por carga indutiva: Através do diodo Zener em paralelo com coletor e emissor do transistor de saída, a tensão induzida gerada pela bobina do relé não irá assumir um valor que possa vir a danificar o transistor de saída do sensor. Isolação galvânica: Para os modelos de corrente alternada, coloca-se um transformador entre a entrada e o circuito interno , a fim de propiciar a isolação elétrica . -ISOLAÇÃO GALVÂNICA(OPCIONAL PARA MODELOS CA).

DISTÂNCIA SENSORA REAL: É MEDIDA NA TEMPERATURA AMBIENTE. TERMOS TÉCNICOS: SUPERFÍCIE SENSORA OU FACE SENSORA: LOCAL ONDE O SENSOR SENTE O OBJETO. DISTÂNCIA SENSORA: DISTÂNCIA NA QUAL O ALVO ACIONA O SENSOR. DEPENDE DO MATERIAL , TAMANHO E ESPESSURA DO ALVO. DISTÂNCIA SENSORA NOMINAL: MEDIDA A 25°C, COM ALVO PADRÃO E TENSÃO NOMINAL. DISTÂNCIA SENSORA REAL: É MEDIDA NA TEMPERATURA AMBIENTE. Alguns termos técnicos são encontrados em manuais de sensores tais como: Superfície sensora: ë o local onde o sensor sente a presença do objeto ou alvo. Distância sensora: Distância na qual o sensor sente a presença do objeto. Esta distância depende das características do objeto e nos manuais é dado o objeto padrão para o qual o teste foi realizado. Distância sensora nominal : ë testada com a temperatura de 25°C e com o alvo padrão e tensão nominal. Distância sensora real: É medida na temperatura ambiente. Repetibilidade: É a precisão no ponto de operação sob as mesmas condições de operações . REPETIBILIDADE: PRECISÃO NO PONTO DE OPERAÇÃO DO SENSOR ,SOB CONDIÇÕES CONSTANTES DE OPERAÇÕES.

SENSORES DE PROXIMIDADE INDUTIVOS DETECTAM METAL. VANTAGENS: -É ELETRÔNICO. NÃO POSSUI CONTATOS, MOLAS, ETC. -PRECISÃO NO PONTO DE COMUTAÇÃO (REPETIBILIDADE). -SÃO LACRADOS: PODEM OPERAR EM AMBIENTES AGRESSIVOS. Os sensores indutivos detectam a presença de metais. Na figura abaixo, temos as etapas constituintes de um sensor indutivo. O oscilador de RF gera um sinal senoidal que um metal ao se aproximar “ rouba” parte deste sinal . A amplitude do sinal cai e o demodulador gera um sinal contínuo de menor amplitude. Este sinal de menor amplitude faz o detector de nível atuar a saida. CONSTITUIÇÃO:

ASPECTO FÍSICO INTERNO CODIFICAÇÃO DOS FIOS. MARROM : ( +) AZUL : ( - ) PRETO: NA BRANCO: NF

LINHA TUBULAR

CONECTORES

SENSOR INDUTIVO

AJUSTE DE SENSIBILIDADE: SENSORES DE PROXIMIDADE CAPACITIVOS. DETECTAM PÓ , LIQUIDOS , GRANULADOS ,ETC. CONSTITUIÇÃO: O sensor capacitivo detecta qualquer material que mude o dielétrico do capacitor que se localiza na face sensora. O oscilador de RF possui um capacitor que se encontra na face sensora. Quando o material se aproxima do sensor , muda o dielétrico e a capacitância muda de valor , mudando a frequência de oscilação do oscilador. Esta frequência alterada , muda o nível de saída no circuito demodulador , e que o sensor de nível detecta , mudando o estado na saída do sensor. O ajuste de sensibilidade do sensor é feito através da retirada de um parafuso externo , dando condições de ter acesso ao circuito interno através de uma chave adequada. Girando para a direita, a sensibilidade aumenta e girando para a esquerda , a sensibilidade diminui. AJUSTE DE SENSIBILIDADE:

FACE SENSORA APLICAÇÕES

SENSOR FOTOELÉTRICO

-SÃO CONHECIDOS TAMBÉM COMO SENSORES ÓPTICOS. SENSORES DE PROXIMIDADE FOTOELÉTRICOS -SÃO CONHECIDOS TAMBÉM COMO SENSORES ÓPTICOS. -MANIPULAM A LUZ DE FORMA A DETECTAR A PRESENÇA DO ALVO. Os sensores fotoelétricos trabalham manipulando a luz de forma a detectar o objeto. Existem três tipos de sensores fotoelétricos: barreira, difusão e refletivo com espelho prismático. O transmissor é composto por um led que opera enviando pulsos para o transmissor. TIPOS: BARREIRA , FOTOSSENSOR E REFLETIVO COM ESPELHO PRISMÁTICO.

O TRANSMISSOR E O RECEPTOR ESTÃO EM UNIDADES DISTINTAS. FOTOELÉTRICO BARREIRA O TRANSMISSOR E O RECEPTOR ESTÃO EM UNIDADES DISTINTAS. O ACIONAMENTO OCORRE QUANDO O FEIXE DE LUZ FOR INTERROMPIDO PELO OBJETO. O sensor fotoelétrico por barreira possui o transmissor e o receptor em unidades distintas. A atuação do sensor ocorre quando o objeto interrompe a passagem de luz do transmissor para o receptor. Neste tipo de sensor o transmissor deve estar alinhado com o receptor, a fim da luz ser recebida pelo mesmo. O transmissor manda uma luz pulsada para o receptor que possui um filtro para só atuar com a frequ6encia do sinal enviado pelo transmissor. Possui distância sensora de até 60m.

O TRANSMISSOR E O RECEPTOR ESTÃO NA MESMA UNIDADE. FOTOELÉTRICO FOTOSSENSOR OU DIFUSÃO. O TRANSMISSOR E O RECEPTOR ESTÃO NA MESMA UNIDADE. O SENSOR É ACIONADO QUANDO O OBJETO REFLETE PARA O RECEPTOR , O FEIXE DE LUZ EMITIDO PELO TRANSMISSOR. O sensor fotoelétrico por difusão possui o transmissor e o receptor dentro de um mesmo invólucro. O sensor atua quando a luz enviada pelo transmissor é refletida pelo objeto e chega ao receptor. A zona morta é a região próxima ao sensor onde o objeto não é detectado pelo sensor , pois não reflete a luz de volta para o receptor. Para este tipo de estrutura tem sensores com distância sensora de até 1m. ZONA MORTA: ÁREA PRÓXIMA AO SENSOR ONDE O OBJETO NÃO É DETECTADO POR NÃO HAVER REFLEXÃO DA LUZ QUE ATINJA O RECEPTOR.

O SENSOR ATUA QUANDO O OBJETO INTERROMPE O FEIXE DE LUZ. FOTOELÉTRICO REFLETIVO COM ESPELHO PRISMÁTICO O SENSOR ATUA QUANDO O OBJETO INTERROMPE O FEIXE DE LUZ. O sensor refletivo com espelho prismático possui o transmissor e o receptor em um mesmo invólucro. O sensor atua quando o objeto interrompe o feixe de luz que é refletido pelo espelho prismático. O espelho prismático permite que o feixe de luz refletido seja paralelo ao transmitido . O ESPELHO PRISMÁTICO PERMITE QUE O FEIXE DE LUZ REFLETIDO SEJA PARALELO AO TRANSMITIDO ,DEVIDO AS SUPERFÍCIES INCLINADAS DE 45°

MODOS DE OPERAÇÃO DOS SENSORES FOTOELÉTRICOS: -LIGHT. -DARK. LIGHT: QUANDO A LUZ EMITIDA ESTÁ CHEGANDO AO RECEPTOR , O RELÉ DE SAÍDA SE MANTÉM ENERGIZADO. DARK: QUANDO A LUZ EMITIDA CHEGA AO RECEPTOR , O RELÉ DE SAÍDA SE MANTÉM DESENERGIZADO. Modos de operação do sensor fotoelétrico: Light e Dark O sensor light é aquele que a saída é fechada quando o receptor recebe o feixe de luz. O sensor dark é aquele que a saída é fechada quando a luz não chega ao receptor.

PROGRAMAÇÃO Existem sensores que permitem a programação de sua forma de atuação podendo ser instantânea ou temporizada, light ou dark. Permite o ajuste de sensibilidade e também o ajuste do tempo da temporização. A temporização possui 3 formas diferentes de atuação como pode ser percebido pelos esquemas paresentados abaixo:

POSSUEM SUBSTÂNCIAS POTENCIALMENTE EXPLOSIVAS. ÁREAS DE RISCO POSSUEM SUBSTÂNCIAS POTENCIALMENTE EXPLOSIVAS. A IGNIÇÃO PODE OCORRER POR: -FAÍSCA -EFEITO TÉRMICO. MÉTODOS PARA EVITAR A EXPLOSÃO: 1-CONFINAMENTO. 2-SEGREGAÇÃO. 3-PREVENÇÃO. As áreas de risco possuem substâncias potencialmente explosivas. A ignição pode ocorrer nestas áreas em decorrência de uma faísca ou de temperatura mais elevada. Os métodos para evitar a explosão de um área de risco são: -Confinamento -Segregação -Prevenção Para estas áreas os sensores devem ter uma construção especial como iremos verificar mais adiante.

2-SEGREGAÇÃO: 1-CONFINAMENTO: 3- PREVENÇÃO: -EVITA A DETONAÇÃO DA ATMOSFERA, CONFINANDO A EXPLOSÃO EM UM COMPARTIMENTO, NÃO PERMITINDO A PROPAGAÇÃO DA MESMA PARA ÁREAS VIZINHAS EX:EQUIPAMENTO A PROVA DE EXPLOSÃO. 2-SEGREGAÇÃO: SEPARA FISICAMENTE A ATMOSFERA POTENCIALMENTE EXPLOSIVA DA FONTE DE IGNIÇÃO. EX: EQUIPAMENTOS PRESSURIZADOS. O confinamento consiste em confinar a explosão , não permitindo que a mesma se propague para áreas vizinhas. Quem utiliza esta técnica são os equipamentos a prova de explosão. A segregação consiste em separar a atmosfera potencialmente explosiva das fontes de ignição. Quem utiliza esta técnica são os equipamentos pressurizados. A prevenção consiste em diminuir a energia elétrica e térmica enviada as áreas de risco. Quem utiliza esta técnica são os equipamentos intrinsecamente seguros. 3- PREVENÇÃO: DIMINUI A ENERGIA ELÉTRICA E TÉRMICA ENVIADA AS ÁREAS DE RISCO EX: EQUIPAMENTOS INTRINSECAMENTE SEGUROS.

EQUIPAMENTOS A PROVA DE EXPLOSÃO. GLOBO Os equipamentos a prova de explosão utilizam o princípio do confinamento para evitar a detonação nas áreas de risco. Deve-se observar que são equipamentos mais robustos e que devem suportar a explosão interna sem permitir que a mesma se propague para o meio externo. CAIXA SIRENE

SÃO UTILIZADOS EM ÁREA DE RISCO. CONSUMO MÁXIMO : 3mA. SENSOR NAMUR SÃO UTILIZADOS EM ÁREA DE RISCO. CONSUMO MÁXIMO : 3mA. PODEM OPERAR DE 7V A 12V NÃO POSSUEM TRANSISTOR NO ESTÁGIO DE SAÍDA. Os sensores Namur são apropriados para áreas de risco ,pois não possuem o transistor no estágio de saída e seu consumo máximo é de 3mA. Através de uma redução na corrente consumida e da tensão de operação ( 7V a 12V) este sensor não é capaz de produzir uma centelha que venha a causar perigo para uma zona de risco. Desta forma este sensor trabalha com o princípio de prevenção como são utilizados nos equipamentos intinsecamente seguros.