Sensores

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Sensores

São dispositivos que mudam seu comportamento sob a ação de uma grandeza física, podendo fornecer diretamente ou indiretamente um sinal que indica esta grandeza. Quando operam diretamente, convertendo uma forma de energia neutra, são chamados transdutores. Os de operação indireta alteram suas propriedades, como a resistência, a capacitância ou a indutância, sob ação de uma grandeza,de forma mais ou menos proporcional.
O sinal de um sensor pode ser usado para detectar e corrigir desvios em sistemas de controle, e nos instrumentos de medição, que freqüentemente estão associados aos SC de malha aberta (não automáticos), orientando o usuário.


Sensores de Temperatura


O controle de temperatura é necessário em processos industriais ou comerciais, como a refrigeração dealimentos e compostos químicos, fornos de fusão (produção de metais e ligas, destilação fracionada (produção de bebidas e derivados de petróleo), usinas nucleares e aquecedores e refrigeradores domésticos (fornos elétricos e microondas, freezer e geladeiras)).


NTC e PTC


São resistores dependentes de temperatura.
O NTC (Negative Temperature Coeficient, Coeficiente Negativo deTemperatura), tem resistência inversamente proporcional à temperatura. Ele é feito de compostos semicondutores, como os óxidos de ferro, magnésio e cromo. Segue a equação abaixo:

R = A e B/T
A e B são coeficientes que variam com a composição química e "e" é o número de Neper, 2.718. T é a temperatura, em graus Kelvin (some 273 à temperatura em Celsius, para conversão).
Sua curva característicaé, então, exponencial decrescente.







Curva do NTC

Devido a seu comportamento não linear, o NTC é utilizado numa faixa pequena de temperaturas, em que a curva é próxima de uma reta, ou com uma rede de linearização, como abaixo.
Rede se linearização, Símbolo do NTC.
O NTC é empregado em temperaturas de até uns 150º C.
O PTC (Positive Temperature Coeficient) tem resistênciaproporcional à temperatura, e atua numa faixa restrita. A variação da resistência é maior que a de um NTC, na mesma faixa. Seu uso é mais freqüente como sensor de sobre temperatura, em sistemas de proteção, por exemplo, de motores.

Diodos

O diodo comum de silício, polarizado diretamente com corrente de 1mA, tem queda de tensão próxima de 0.62V, a 25oC. Esta tensão cai aproximadamente 2mV paracada ºC de aumento na temperatura, e pode ser estimada pela equação:

Vd = A - BT
A e B variam um pouco conforme o diodo. Esta equação é de uma reta, e vale até uns 125 ºC, limite para o silício.

Curva térmica do diodo
O diodo é encontrado em controles e termômetros de baixo custo e razoável precisão, até uns 100 ºC.




















Termopar

Quando doismetais encostados são submetidos a uma temperatura, surge nos extremos deles uma tensão proporcional à temperatura. Este é o efeito Seebeck.

V=KT
K é uma constante para cada par de metais, que é utilizável até seu limite térmico. Metal Temperatura Máxima Constante K
Cobre-constantán 375ºC 0.1mV/ ºC
Ferro-constantán 750ºC 0.0514mV/ ºC
O custo dos termopares é elevado, e são empregadosem aplicações profissionais, onde se requer alta confiabilidade e precisão.

Sensores de Posição

Em aplicações em que se necessita monitorar a posição de uma peça, como tornos automáticos industriais, ou contagem de produtos, ou verificar a posição de um braço de um robô ou o alinhamento de uma antena parabólica com outra ou um satélite, usam-se sensores de posição.
Os sensores se dividemem posição linear ou angular. Também se dividem entre sensores de passagem, que indicam que foi atingida uma posição no movimento, os detetores de fim-de-curso e contadores, e sensores de posição que indicam a posição atual de uma peça, usados em medição e posicionamento.


Chaves fim-de-curso:

São interruptores que são acionados pela própria peça monitorada. Há diversos tipos e tamanhos,...
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