O documento discute diferentes tipos de sensores de posição, incluindo sensores indutivos, capacitivos, magnéticos, potenciômetros e encoders. Cada sensor é explicado com detalhes sobre seu funcionamento, aplicações e vantagens e desvantagens.

1. Sensores de Posição
"Trabalho apresentado em disciplina de Controlador Lógico
Programável
como parte dos requisitos necessários para aprovação na mesma ";
Alunos:
Guilherme Fraga
Henrique Vitkauskas Doria
Nathaly Ishii
Renan de Freitas
Professor orientador: Jorge Pimenidis
São Paulo, 12 de Abril de 2013

2. SENSORES DE PROXIMIDADE
INDUTIVOS

3. FUNCIONAMENTO
Através de uma tensão
induzida na bobina causada
pela variação do campo
magnético é detectada a
presença de um material
metálico

4. É a face sensível por onde sai o campo eletromagnético de
alta freqüência nos sensores.
FUNCIONAMENTO

5. APLICAÇÃO
É largamente empregado em:
Máquinas operatrizes, Injetoras de plástico, Máquinas para
madeira, Máquinas de embalagem, Linhas transportadoras,
Industrias automobilística, Indústria de frascos de vidro,
indústria de medicamentos e etc.

6. Vantagens Desvantagens
Chaveamento eletrônico Só detectam a presença de materias
metálicos
Alta durabilidade Alcance limitado
Manutenção praticamente nula
Funcionam em quaisquer tipo de
ambiente
Padronização das cores dos fios
Funcionam com um range de tensão,
de 12 a 24 Volts, por exemplo.

7. SENSORES DE PROXIMIDADE
CAPACITIVOS

8. FUNCIONAMENTO
São sensores semelhantes aos de
proximidade indutivos, no entanto
este se baseia no princípio da
mudança do valor da capacitância
formada pela placa sensível e o
ambiente. Esta capacitância pode
ser alterada por praticamente
qualquer objeto que se aproxime
do campo de atuação do sensor.

9. APLICAÇÃO
É largamente empregado em:
Detecção de objetos não metálicos: Madeira,
papelão, cerâmica, vidro, plástico, alumínio, laminados ou
granulados, pós de natureza mineral como talco, cimento,
argila
Controle de níveis máximos e mínimos de líquidos
ou sólidos, não importando se são condutivos ou não, a
viscosidade ou cor.
Contagem de garrafas, caixas, pacotes ou peças.

10. APLICAÇÃO
Medição de diâmetro Detecção de velocidade
Detecção de posicionamento de válvulas Detecção de presença

11. Vantagens Desvantagens
Chaveamento eletrônico Alcance limitado
Alta durabilidade
Manutenção praticamente nula
Funcionam em quaisquer tipo de
ambiente
Padronização das cores dos fios
Funcionam com um range de
tensão, de 12 a 24 Volts, por
exemplo.
Detecta quase todo tipo de material

12. CURIOSIDADES
Os sensores capacitivos e indutivos possuem um sistema
“anti-burro”, evitando que o sensor queime quando ligado de
forma errada.
Útil quando não se tem nenhuma informação sobre o sensor
e este já teve as cores dos fios e etiqueta apagadas.

13. Sensor Capacitivo - Monitoramento
de nível em tanques

14. Sensor Capacitivo - Monitoramento
de nível em tanques

15. Sensor Capacitivo - Monitoramento
de nível em tanques

16. R$427,00

17. SENSORES MAGNÉTICOS DE
PROXIMIDADE

18. FUNCIONAMENTO
Sensores de Efeito Hall
•Convertem campo magnético em sinal eletrico.
•São baseados no uso de um Reed Switch e um imã
permanente. O imã pode ser parte do objeto a ser
detectado ou do dispositivo do sensor.
•O dispositivo é projetado de modo que a presença do
objeto na região do sensor ative a chave, enviando um
sinal para o comando.

19. VANTAGENS E DESVANTAGENS SOBRE
OUTROS MÉTODOS
Vantagens: Os dispositivos de efeito Hall são imunes à
poeira, sujeira, lama e água quando embalados
propriamente. Tais características os tornam melhores
sensores de posição do que, por exemplo, sensores óticos
ou eletromecânicos. Oferecem uma faixa maior de alcance
na detecção de objetos.
Desvantagens: A tensão de Hall é em milivolts. É necessário
ampliar o sinal utilizando circuito com transistores.
Sofre ação de outros campos magnéticos, os quais podem
diminuir ou aumentar o campo que a sonda Hall pretende
detectar, tornando os resultados imprecisos.
Único pré-requisito: o objeto a ser detectado deve estar
equipado com um ímã, pois a chave somente responde a
ímãs.

20. APLICAÇÕES
Os sensores de efeito Hall são utilizados em
medidores de rotação (rodas de bicicleta, dentes de
engrenagens, indicador de velocidade para automóveis,
sistemas de ignição eletrônica) e sensores de fluxo de
fluidos.
Também encontraram aplicações industriais, onde
são utilizados joysticks de Efeito Hall para controlar
válvulas hidráulicas, substituindo a tradicional alavanca
mecânica. Tais aplicações incluem: Mineração de
caminhões, Retroescavadeiras, Guindastes, etc.

21. FEEDBACK DA POSIÇÃO DE UM
CILINDRO PNEUMÁTICO
Requisito
Cilíndros Pneumáticos são utilizados em indústrias de
alimentos e farmacêuticas.
Implementação
Sensor magnético para cilindros com elevada taxa de
precisão do posicionamento do cilindro, responde em
grandes velocidades.
Benefícios ao cliente
A célula magnétcia é extremamente sensível a reação
do campo magnético, sendo assim , o sensor responde
com precisão exata da posição do objeto.

22. FEEDBACK DA POSIÇÃO DE UM
CILINDRO PNEUMÁTICO

23. FEEDBACK DA POSIÇÃO DE UM
CILINDRO PNEUMÁTICO

24. R$147,00

25. TRANSFORMADOR LINEAR
DIFERENCIAL VARIÁVEL (LVDT)

26. A medida do deslocamento de uma peça numa máquina ou
num sistema automatizado qualquer é fundamental em
dados momentos.
O deslocamento pode ser a rotação de uma peça cilíndrica
ou ainda um deslocamento linear. Para a realização das
medidas de deslocamento lineares em especial, existem
diversos tipos de sensores. Um deles é justamente o LVDT
ou Transformador Linear Diferencial Variável
TRANSFORMADOR LINEAR
DIFERENCIAL VARIÁVEL (LVDT)

27. FUNCIONAMENTO
Um LVDT consiste num transformador com um
enrolamento secundário duplo e um enrolamento primário
simples.

28. O núcleo desse transformador é móvel, sendo acoplado
ao mecanismo ou peça do qual se deseja monitorar o
deslocamento em que temos diversas aplicações
possíveis para os sensores de deslocamento.
FUNCIONAMENTO

29. O enrolamento primário é então excitado por um
sinal alternado. Se o núcleo estiver centralizado, a
tensão medida nos terminais do secundário do
transformador é nula. Quando o núcleo se desloca, a
indução dos sinais nas duas bobinas se altera e com
isso a tensão medida na saída deixa de ser nula.
FUNCIONAMENTO

30. VANTAGENS
• Custo Baixo
• Sólido e compacto
• Sem resistência por atrito
• Pequeno tempo de resposta
• Linear e preciso

31. DESVANTAGENS
• O núcleo deve estar em contato com a superfície
que se deseja realizar a medição, o que nem
sempre é possível.
• Campos magnéticos externos.

32. APLICAÇÃO
• Medição do nível de um fluido usando boia
• Medição de pressão por deformação de
diafragma
• Tubo de Bourdon

33. TRANSFORMADOR DIFERENCIAL
ROTACIONAL VARIÁVEL (RVDT)

34. RVDTs são usados para medidas rotacionais e de
ângulos. Opera sob os mesmos princípios do LVDT.
Porém utiliza um núcleo ferromagnético rotativo
APLICAÇÃO

35. FUNCIONAMENTO
Quando o objeto a ser medido não se encontra em
movimento, a diferença de potencial nos transformadores
é zero. Quando há movimento, gera-se uma tensão nos
transformadores secundários.

36. VANTAGENS
• Custo relativamente baixo
• Sólido e robusto
• Não possui atrito entre o núcleo ferromagnético e as
bobinas
• Nenhum dano permanente ao RVDT se as medidas
excederem a faixa projetada

37. DESVANTAGENS
O núcleo tem de estar em contato com a superfície
desejada, o que nem sempre é possível ou desejável.

38. APLICAÇÃO
• Posição de válvula rotativa de indústrias de
processos
• Transmissões hidrostáticas para veículos pesados
off road
• Posição do leme em fiação de barcos

39. SENSOR POTENCIOMÉTRICO

40. A medida se obtém mediante o deslizamento de
escovas sobre uma pista plástica resistiva, que em
função do ponto onde se encontra, fornecerá um valor
proporcional de resistência.
FUNCIONAMENTO

41. APLICAÇÕES
• Medida de distância e posicionamento em geral de
maquinário para diferentes industrias, como a de
madeira, cerâmica, mármore, etc. De maneira geral,
naquelas que não trabalham com grandes distâncias e
buscam por uma automação simples.
• Alcanço: de 25mm à 950mm

42. MODELOS
• O material resistivo pode ter
diversos formatos, conforme o
tipo de movimento a ser
monitorado.
• Assim, nos sensores lineares
de movimento, a trilha de
material resistivo é uma tira
sobre a qual corre o cursor.
• Podemos ter um sensor para
movimentos rotativos ou
angulares em que a trilha tem
a forma de uma bobina ou é
circular

43. MODELOS
• Observe que esta última
construção se assemelha
muito a de um potenciômetro
comum, mas deve-se ter um
mente que um sensor de
movimento não é um
potenciômetro comum. Suas
características de precisão,
tipo de movimento a ser
detectado fazem deste
dispositivo algo bem diferente.
• Em alguns casos, podemos ter
construções semelhantes a
dos potenciômetros multi-
voltas caso em que é possível
obter maior precisão.

44. VANTAGENS E DESVANTAGENS
Vantagens:
•Leitura e processamento do sinal muito fácil
•Resposta linear, ou de qualquer outro tipo bastando configurar a tira
resistiva com a curva desejada
•São baratos
Desvantagens:
• Exige força para deslizar o cursor o que significa esforço mecânico
adicionado ao sistema.
• Tem precisão limitada
• Gasta-se
• Só tem precisão na medida de deslocamentos relativamente
grandes.

45. ENCODERS

46. Funcionamento
• Na ligação entre o motor e o controlador, existe um
elemento indispensável: o encoder
• Encoder, em automação industrial, é um dispositivo
eletromecânico que conta ou reproduz pulsos elétricos a
partir do movimento rotacional de seu eixo.

47. O encoder vai permitir fazer a leitura da velocidade,
direção e posição do movimento, seja ele rotacional ou
linear, enviando para o controlador toda essa
informação e permitindo um adequado controle desse
movimento.
ENCODER

48. Características
Ao determinar ou trocar o encoder o técnico deverá levar
em conta a tensão de saída, abaixo estão relacionadas os
principais níveis de tensão usados na indústria :
•5V DC TTL para conexão à circuitos do tipo TTL usando
microcontroladores ou computadores.
•10-30V DC para aplicação em circuitos com controle
usando CLP.

49. ENCODER INCREMENTAL x
ENCODER ABSOLUTO
• O encoder incremental gera um pulso para cada
unidade de deslocamento
• O encoder absoluto, gera um código binário para cada
unidade de deslocamento.

50. Obrigado!