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A U L A
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Atualmente, é muito comum nos deparar- mos com situações em que devemos nos preocupar com a segurança pessoal e de nossos bens e propriedades. Daí decorre a necessidade de adquirir dispo- sitivos e equipamentos de segurança, como os sistemas de alarme.
Esses sistemas de alarme são basicamente equipamentos destinados a sinalizar que alguém está tentando violar alguma entrada, forçando portas ou janelas.
Um síndico de um prédio apresentou aos condôminos o orçamento de algumas empresas de segurança, para implantação de um sistema de alarme no condomínio.
Os diversos orçamentos variavam bastante em termos de custos, e todas as propostas sugeriam a instalação de uma central de alarme, diferindo fundamentalmente quanto aos pontos de colocação dos sensores e aos seus modelos e tipos.
Como pode ser observado em tal situação, seleciona-se cada sensor de acordo com sua possível localização e com o tipo de função a realizar.
Os condôminos, além de analisarem o valor das propostas, tiveram de estudar a adequação dos sensores propostos, a fim de evitar gastos desneces- sários com manutenção e trocas devidas à especificação inadequada.
Exemplos de aplicaÁıes
O sistema de alarme é um exemplo típico e atual de utilização de sensores. Mas há uma variedade de áreas em que os sensores encontram aplicação.
Num automóvel, por exemplo, identificamos várias dessas aplicações: ∑ o sistema de indicação do volume de combustível no tanque; ∑ o sistema de indicação do nível de óleo no cárter; ∑ o sistema de freios; ∑ os sistemas mais modernos que indicam que as portas estão abertas e que o cinto de segurança não está sendo utilizado.
Um problema
Sensoriamento
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A U L A Podemos afirmar que todos os sistemas que necessitam de algum tipo de controle requerem sensores, para fornecer informações ao controle.
Nesses exemplos, pode-se observar que a função do sensor é indicar o valor ou a condição de uma grandeza física, ou seja, sensoriá-la para que se possa exercer controle sobre ela.
No caso do tanque de gasolina, o sensor funciona como indicador para o motorista abastecer o reservatório com combustível.
PrincÌpio de funcionamento
O sensorsensorsensorsensorsensor é um dispositivo capaz de monitorar a variação de uma grandeza física e transmitir esta informação a um sistema de indicação que seja inteligível para o elemento de controle do sistema.
O termômetro é um sistema de indicação que tem como elemento sensorelemento sensorelemento sensorelemento sensorelemento sensor o mercúrio. A grandeza física a ser medida é a temperatura e a grandeza física do elemento sensor, que varia proporcionalmente com a variação da temperatura, é o seu volume, pois o mercúrio se dilata com o aumento da temperatura.
Sensor: dispositivo de entrada que converte um sinal de qualquer espécie em outro sinal que possa ser transmitido ao elemento indicador, para que este mostre o valor da grandeza que está sendo medida.
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A U L A Existem diversos exemplos de sistemas de controle no nosso dia-a-dia. Uma caminhada para um determinado lugar, por exemplo, pode ser considerada como um sistema de controle. O processo é a caminhada. O dispositivo de controle é o nosso cérebro. Os atuadores são nossas pernas e pés.
O dispositivo de controle estimula os atuadores a alcançarem o objetivo desejado.
O processo da caminhada é dinâmico, ou seja, o controle sobre os atuadores (nossos pés e pernas) ocorre constantemente, de forma que o cérebro nos orienta a andar mais rápido ou mais lentamente, virar para a esquerda, para a direita ou andar em frente.
Malha fechada e malha aberta
Malha fechada é um sistema de controle que usa sensores para identificar a distância do resultado desejado e corrigir suas ações para alcançá-lo.
Malha aberta é um sistema em que o controle ocorre sem que haja uma amostragem do resultado ao longo do processo, ou seja, sem utilização de sensores; é como se caminhássemos com os olhos fechados, acreditando já conhecer o caminho.
É cada vez menor o número de sistemas em malha aberta, em função da crescente necessidade de se atingir resultados mais precisos e rápidos, e também devido ao desenvolvimento de elementos sensores bastante precisos e adequados às mais diversas aplicações.
Sensores e aplicaÁıes industriais de alta tecnologia
A seguir, alguns exemplos de aplicações de sensores em equipamentos e sistemas mais nobres.
Os robôs, que são equipamentos de última geração tecnológica, têm seu funcionamento respaldado por diversos sensores, colocados em pontos estratégicos de seu mecanismo e na sua área de atuação.
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O processo de usinagem é também um exemplo de aplicação de sensores, A U L A principalmente se o processo de usinagem for automático (controlado por computador).
No processo de usinagem manual, os sensores são os olhos do operador, que coordena a produção controlando a máquina de usinagem (fresadora ou torno) por meio de instrumentos de medida, como paquímetros e micrômetros.
Na produção automatizada pelo computador, os sensores indicam ao computador o que já foi usinado do material em produção, de forma que o computador possa controlar a velocidade de operação dos mecanismos.
Sensores analÛgicos e digitais
Como existem sinais analógicossinais analógicossinais analógicossinais analógicossinais analógicos e sinais digitaissinais digitaissinais digitaissinais digitais a serem controladossinais digitais num sistema, os sensores também devem indicar variações de grandezas analógicas e digitais.
Para um sistema de alarme, qualquer condição que não seja fechada será entendida como aberta e deve fazer o alarme disparar. Neste caso, a grandeza é digital e o sensor deve ser digital. Por exemplo, uma microchave fica em posição fechada quando a entrada está fechada e se abre quando a entrada é violada.
No caso do controle de movimento do robô, a grandeza que se está controlando é analógica, pois o mecanismo do robô pode ocupar qualquer posição no espaço durante o deslocamento, desde a posição de partida até a posição final.
Sinal digital : sinal quantificado que indica a existência ou não de um evento.
Sinal analógico : sinal cuja informação pode identificar todos os valores de uma faixa dada.
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PotenciométricoPotenciométricoPotenciométricoPotenciométricoPotenciométrico é um sensor bastante simples, com elemento resistivo que A U L A pode ser um fio bobinado ou um filme de carbono ou de matéria plástica resistiva.
SynchroSynchroSynchroSynchroSynchro e resolversresolversresolversresolversresolvers (sensores de deslocamento angular) são sensores que se compõem de um transmissor e um receptor.
Nesses sensores, o rotor do motor se desloca proporcionalmente ao deslo- camento do rotor do gerador.
deslocamento
deslocamento
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A U L A O rotor do transmissor é alimentado em corrente alternada e gira solidário à peça da qual se pretende medir o deslocamento angular.
Encoder ópticoEncoder ópticoEncoder ópticoEncoder ópticoEncoder óptico é um sensor que se vale da interrupção de um feixe de luz, visível ou não, entre um transmissor e um receptor para gerar um trem de pulsos proporcional ao deslocamento do dispositivo que está acoplado ao disco – encoder rotacionalencoder rotacionalencoder rotacionalencoder rotacionalencoder rotacional – ou à régua – encoder linearencoder linearencoder linearencoder linear.encoder linear
O encoder linear permite medir um deslocamento ao longo de um eixo; o encoder rotacional proporciona a indicação de um deslocamento angular ao redor de um eixo.
Ultra-somUltra-somUltra-somUltra-somUltra-som é um sensor eletrostático que emite impulsos periodicamente e capta seus ecos, resultantes do choque das emissões com objetos situados no campo de ação. A distância do objeto é calculada por meio do tempo de atraso do eco em relação ao momento da emissão do sinal.
transdutor de ultra-som
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A U L A Cabe ressaltar que a resolução é dada pelo espaçamento entre os elementos que compõem a matriz, e que esse tipo de sensor ainda se encontra em fase de desenvolvimento. Portanto, ainda não é total- mente confiável.
Teste sua aprendizagem. Faça os exercícios e confira suas respostas com as do gabarito.
Marque com X a resposta correta.
Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1 Um sensor é capaz de: a)a)a)a)a) ( ) converter uma variação de grandeza física numa variação de outra grandeza que possa de ser indicada por dispositivos eletrônicos; b)b)b)b)b) ( ) gerar variação de grandeza física de acordo com o sinal de um controlador de sistema; c)c)c)c)c) ( ) indicar o valor de uma grandeza física diretamente.
Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2 Um sensor digital consegue perceber a variação de: a)a)a)a)a) ( ) uma grandeza que apresenta diversos valores entre um valor mínimo e máximo; b)b)b)b)b) ( ) qualquer grandeza; c)c)c)c)c) ( ) uma grandeza física que assuma apenas dois valores: existe ou não existe.
Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3 Um sensor é denominado transdutor quando: a)a)a)a)a) ( ) transmite sinais para o medidor; b)b)b)b)b) ( ) converte uma grandeza em outra; c)c)c)c)c) ( ) cobre todas as aplicações relativas ao indicar uma variação.
Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4 Um sistema em malha aberta é caracterizado pela ausência: a)a)a)a)a) ( ) do controlador do sistema; b)b)b)b)b) ( ) de uma grandeza variável a ser controlada; c)c)c)c)c) ( ) de um elemento sensor capaz de perceber mudanças na variável controlada para atualizar o controle do controlador do sistema.
Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5 Os sensores podem ser considerados dispositivos: a)a)a)a)a) ( ) extremamente simples e de pouca utilização; b)b)b)b)b) ( ) complexos, que por esta característica têm aplicação restrita; c)c)c)c)c) ( ) com aplicação diversificada e por isso em pleno desenvolvimento para novas tecnologias.
PRESSÃO APLICADA
ExercÌcios
