Sensores

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Sensores
Introdução
Características de sensores

Algumas definições
Transdutor – dispositivo que converte energia de um
domínio para outro, calibrado para minimizar os erros no
processo de conversão.
Sensor – dispositivo que providencia um sínal útil a um
dispositivo de medida. Embora possa fazer parte de um
transdutor, pode não implicar uma transdução de sinal.
Sensor inteligente –sensor que providencia funções
que estão para lá das necessárias à geração de uma
correcta representação de uma grandeza sentida ou
controlada. Estas funções tipicamente simplificam a
integração do transdutor em ambientes interligados
[especificação IEEE 1451.2].
DEE/FCT/UNL - Sistemas Sensoriais

José Manuel Fonseca

2

Tipos de medições mecânicas
Desvio/posição

Relutânciavariável, efeito de Hall ou optoelectrónica

Temperatura

Termistores, tensão base-emissor de transistores

Pressão

Capacitivos, piezoresistivos

Velocidade (linear/angular)

Relutância variável, efeito de Hall ou optoelectrónica

Aceleração

Piezoresistivos, capacitivos, piezoeléctricos

Força

Piezoresistivos

Torque

Optoelectrónica

Peso

Piezoresistivos

FluxoDiferença de pressão

Humidade

Resistivo, capacitivo

Proximidade

Ultrasónicos

Distância

Radar

Nível de líquidos

Ultrasónicos

Colisão eminente

Radar

DEE/FCT/UNL - Sistemas Sensoriais

José Manuel Fonseca

3

Características de sensores
Função de transferência

Resolução

Gama de entrada

Características especiais

Gama de saída

Impedância de saídaPrecisão

Características da excitação

Erro de calibração

Características dinâmicas

Histeresis

Factores ambientais

Não linearidade

Fiabilidade

Saturação

Características da aplicação

Repetitibilidade

Análise estatística

DEE/FCT/UNL - Sistemas Sensoriais

José Manuel Fonseca

4

Função de transferência
A função de transferência
estabelece a relação entre osinal
de entrada s e o sinal de saída S.

Limites de precisão

Resposta

Sfs

É sempre possível determinar uma
função de transferência ideal para
um sensor.
+∆

Exemplos de funções de
transferência:
S=a+bs
S=a+b.lns
S=aeks
DEE/FCT/UNL - Sistemas Sensoriais

-∆

Função de transferência ideal
Função de transferência real

Estímulo

José Manuel Fonseca

5

PrecisãoCaracterística de grande importância que significa, na
verdade, imprecisão.
É normalmente descrita como a diferença entre o valor
ideal de entrada e o valor com maior desvio atingido pelo
sensor depois de convertido inversamente.
Exemplo:
Um sensor de desvio que deveria gerar um sinal de 1mV
por cada 1mm de desvio produz um sinal de 10.5mV
quando desviado de 10mm. Convertendo inversamente ovalor de 10.5mV seria de esperar um deslocamento de
10.5mm, ou seja, 0.5mm mais do que o real. A imprecisão
do sensor é portanto de 0.5/10=5%.
DEE/FCT/UNL - Sistemas Sensoriais

José Manuel Fonseca

6

Precisão
Limites de precisão

Resposta

Sfs
x – valor de entrada
z – ponto da função de transferência ideal
y – valor de saída ideal
z – ponto da função de transferência real
y’– valor de saída obtido
z’ - valor da função de transferência ideal
correspondente ao valor y’
x’ – valor de entrada idealmente correspondente
ao valor y’
-δ - erro da medida

y

z

Função de transferência ideal
Função de transferência real

y’

x’

DEE/FCT/UNL - Sistemas Sensoriais

Z

z’

−δ

José Manuel Fonseca

x

Estímulo

7

Gama de entrada
Gama de valoresque o sensor tem capacidade
de converter.
A gama de entrada é muitas vezes representada
em décibeis.
P2
1dB = 10 log
P
1
Potências

DEE/FCT/UNL - Sistemas Sensoriais

s2
1dB = 20 log
s1
Tensões, correntes ou forças

José Manuel Fonseca

8

Gama de saída
Resposta

A gama de saída é definida como
a diferença entre o sínal de saída
mínimo e o sinal de saída
máximo....
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