Transdutores

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Introdução de transdutores

Notas de aula:
Valner Brusamarello

Aula 06
Prof. Valner Brusamarello
Transdutores

Transdutores
Definição:
SENSOR: [VIM 2008] é um elemento de um sistema de medição que é
diretamente afetado por um fenômeno, corpo ou substância que contém a
grandeza a ser medida. Pode-se citar como exemplos: o elemento de platina de
um termômetro do tipo RTD, rotor deuma turbina para medir vazão, tubo de
Bourdon de um manômetro, bóia de um instrumento de medição de nível,
fotocélula de um espectrofotômetro, entre outros.
TRANSDUTOR: é um dispositivo que converte um sinal de uma forma física para
um sinal correspondente de outra forma física. [VIM2008] é um dispositivo
utilizado em medições, que fornece uma grandeza de saída que tem uma
correlaçãoespecífica com a grandeza de entrada. Pode-se citar como exemplos:
termopar, transformador de corrente, extensômetro de resistência elétrica (straingage), eletrodo de pH, entre outros.
Caracterização em relação a função
Transdutores Sensores: detectam as variáveis do processo e as transformam
para posterior processamento
Transdutores Atuadores: alteram as variáveis do processo
TransdutoresConversores: convertem e/ou transferem energia entre dois
sistemas

estímulo

Transdutor

resposta

Transdutores Sensores Humanos: Toque
Grande parte do
cérebro é reservada
aos dedos e lábios

Transdutores Sensores Humanos: Visão

Transdutores Sensores Humanos:
Visão
Em termos de resolução e faixa dinâmica, o
olho humano supera qualquer sensor
eletrônico de luz disponível atualmenteRESOLUÇÃO (pontos por mm2)
Olho
150000
Tubo Vidicon
1500
Câmeras (nem tanto) moderna 150 to 400
Foveon CMOS array
35000

Transdutores Sensores Humanos: Audição

Células
ciliares na
Cóclea

Transdutores Sensores Humanos: Audição
MEMBRANA DO TÍMPANO
50 a 90 mm2 (aproximadamente circular)
0.1 mm de espessura
Deslocamento mínimo detectável: 10−8 mm
Deslocamento com desconforto:10−1 mm

A CÓCLEA
Resposta em freqüência 50Hz to 17kHz (18-25 anos)
Resposta acima de 10kHz abaixo de:
7dB (30-39 anos)
13dB (40-49 anos)
35dB (50-59 anos)

O diâmetro do átomo de hidrogênio é de 10−7 mm
Os microfones mais sensíveis são capazes de medir
deslocamentos de 10−7 mm.

Transdutores Sensores Industriais
Posição
Velocidade
Aceleração/Vibração
Força/Pressão
Tensão eCorrente Elétrica
Temperatura
Densidade
Viscosidade
PH
...

Transdutor Sensor
Características desejáveis:
Devem interferir minimamente com as variáveis do
processo ao monitorá-las
Proceder a conversão da informação de uma natureza
para outra da forma mais fiel, repetitiva e monotônica
possível

Transdutor Sensor Ideal
Não extrai energia do mensurando
Possui dimensão nula
Não possuimassa
Não recebe energia de nenhuma fonte

Classificação de Transdutores Sensores
Passivos
Sensores passivos geram diretamente um sinal elétrico em
resposta a um estímulo.
Não emitem radiação.
Retiram energia do processo
estímulo

Transdutor

resposta

Ativos
Sensores ativos requerem ser excitados por uma fonte externa
de energia para operarem. Esse sinal de excitação émodificado
pelo sensor, em função do estímulo (mensurando), para produzir
o sinal de saída.
Podem retirar ou inserir energia no processo
estímulo

Transdutor

resposta

excitação

Transdutores Sensores Passivos e ativos

Classificação de Transdutores Sensores
Simples
Um transdutor é dito simples quando possui apenas
um estágio de transdução entre entrada e saída
grandeza
física deentrada

Transdutor

grandeza
física de
saída

Composto
Um transdutor é dito composto quando possui mais
de um estágio de transdução entre entrada e a saída
grandeza
física de
entrada

Transdutor
Estágio
A

Estágio
B

Estágio
C

grandezas físicas intermediárias

grandeza
física de
saída

Transdutores Sensores Simples e Compostos
Simples (detector de proximidade...
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