Sensores Opticos , Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Trabalho

-sensores: imagem ,ultra

sônico ,térmicos

(piroelétrico ,bimetais

pares ,termoelétricos Nct. e

ptc) ,optico de medida ,encoder

optico ,

Encoder óptico: são dispositivos que convertem o

movimento ou posição angular em uma serie de pulsos gerado

por meio de feixes de luzes que atravessam o encoder para

iluminar fotos sensores individuais.

Encoder 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 rotacional –

ou à régua – encoder linear.

O encoder linear permite medir um deslocamento ao longo de

um eixo; encoder rotacional proporciona a indicação de um

deslocamento angular ao redor de um eixo.

Tipo de transdutor de posição, capaz de converter movimentos

lineares ou angulares em sinais elétricos, que podem ser

transformados em informações binárias para que possam ser

trabalhadas por um computador com o objetivo de configurá-

las em variáveis do tipo distância.

O encoder incremental necessita um hardware de decodificação

composto por um decodificador e um contador.

Sensor ultrassônico

O sensor ultrassônico emite pulsos cíclicos de som em alta

frequência que, quando refletidos por um objeto, retornam ao

receptor, acionando a saída do sensor. Tanto o emissor como o

receptor estão montados na mesma unidade, portanto, é necessário

que haja uma reflexão (eco) do ultrassom de modo que este ative o

receptor

TERMISTORES NTC E PTC:

São dispositivos elétricos que têm a sua resistência elétrica

alterada termicamente, isto é, apresentam um valor de resistência

elétrica para cada temperatura absoluta.

São muito usados para controlar / alterar a temperatura em

dispositivos eletroeletrônicos , como alarmes, termômetros,

"relógios", circuitos eletrônicos de compensação térmica,

dissipadores de calor, ar-condicionado, ...

• Existem dois tipos básicos de termistores: o termistor PTC

(Positive Temperature Coeficient), que aumenta sensivelmente a

sua resistência elétrica com o aumento da temperatura, e, o

termistor NTC (Negative Temperature Coeficient), que diminui

sensivelmente a sua resistência elétrica com o aumento da

temperatura.

• O termistor não é polarizado eletricamente.

Assim alguns podem servir de proteção contra sobreaquecimento,

limitando a corrente eléctrica quando determinada temperatura é

ultrapassada. Outra aplicação corrente, no caso a nível industrial,

é a medição de temperatura (em motores por exemplo), pois

podemos com o termístor obter uma variação de uma grandeza

eléctrica em função da temperatura a que este se encontra

O NTC é mais utilizado do que o PTC, devido a maior facilidade

de ser manufaturado.

Como o NTC não possui um comportamento linear da resistência com

a variação da temperatura, é necessário a utilização de algum circuito

que ajuste a curva exponencial para uma aproximação linear.

Os termistores PTC devem ser montados paralelamente ao

enrolamento sempre que possível. Desta forma, o esforço mecânico

dos termistores é minimizado ao formar-se a cabeça da bobina.

Muito apropriada é a cápsula retrátil devido à sua estabilidade

mecânica.

Bi metais

Os sensores bi metálicos geralmente são construídos de duas tiras finas

de metais diferentes que são fixados uma à outra em toda sua extensão.

Nos termômetros industriais estas tiras unidas tomam frequentemente a

forma de uma espiral. Uma extremidade da espiral é soldada à haste do

sensor e a outra ao eixo do ponteiro.

Os metais possuem coeficientes de expansão diferentes e quando se lhes

aplica calor, expandem-se em proporções e velocidades diferentes. A

espiral é formada colocando-se o metal com maior coeficiente de

expansão do lado externo. Quando o calor é aplicado à haste do sensor, a

espiral realmente se enrola e este movimento faz girar o eixo e o ponteiro.

Características

Trata-se de uma solução simples, mas pouco precisa para o controle de

temperatura, sendo empregado em aplicações como controles

intermitentes (pisca-piscas), circuitos de proteção contra sobre corrente,

controle de temperatura em estufas, fornos, etc. Estes sensores não são

recomendados para temperaturas acima de 425 °C em trabalho contínuo

ou acima de 535°C em trabalho intermitente.

Tipos de montagem de termopares

Sensores de Imagem

Esses sensores acoplados a micro controladores possibilitam a

análise do formato, cor e outras características de um determinado

objeto. Evidentemente, esses sensores exigem tanto um circuito

complexo para o processamento de seus sinais bem como um

software apropriado que permita a programação das características

para os objetos que devem ser monitorados.

Os sensores CCD (Dispositivos de acoplamento de carga) baseiam-

se no efeito fotoelétrico, sendo constituídos por uma superfície

sólida sensível à luz, dotada de circuitos que permitem ler e

armazenar eletronicamente imagens digitais. O conjunto formado

pelo detector CCD, circuitos eletrônicos, sistema de refrigeração e

suporte mecânico constituem uma câmara CCD. O modo como um

sensor CCD transforma uma imagem num ficheiro de computador é

relativamente simples. A luz que incide num conjunto de centenas

de milhares de detectores, produz cargas elétricas, que são por sua

vez lidas, medidas, convertidas em números e gravadas num cartão

de memória. As câmaras deste tipo necessitam, portanto, de um

computador (PC ou Mac) para poderem ser operadas.

O sinal Y-C com aplicação em câmeras portáteis separa a

luminância Y e a croma (Cor), permitindo melhor qualidade de

imagem.

O padrão RGB (Red, Green, Blue) utiliza três sensores CCD

separando os componentes da cor para uso nos tubos de raios

catódicos (TRC) dos sistemas de televisão e monitores de

computadores, também com melhor qualidade de imagem que o

sinal composto.

Os sinais digitais podem ser conectados diretamente em placas de

captura de imagens fornecem uma performance única com grande

flexibilidade e qualidade utilizando níveis de sinal com o padrão TTL

(Transistor-Transistor Logic) com tensões de +5 Volts e Zero Volts e

o padrão de comunicação serial RS-422 com + 12 V e - 12V

Sensores Piroelétricos

Baseado no fato de que aumento de temperatura libera maior

quantidade de portadores de carga numa junção semicondutora,

podemos utilizar qualquer dispositivo dotado de junções com um

sensor de temperatura com linearidade relativamente boa numa

ampla faixa de temperatura.

Em razão disso, a possibilidade mais comumente adotada é a de se

usar um diodo comum polarizado no sentido inverso.

Características

Neste sensor existe uma substância que se polariza na presença de

radiação infravermelha, gerando uma tensão que pode ser

amplificada e empregada para efeitos de controle. O calor do corpo

de uma pessoa é suficiente para produzir uma radiação

infravermelha detectável por este sensor. Para aumentar sua

sensibilidade e direcionar a onda infravermelha diretamente para o

sensor são utilizadas lentes especiais de Fresnel

• Grandeza Física Associada : Radiação infravermelha
• Transdutor : Semicondutor
• Faixa de Medição :-50°C a + 50°C.
• Utilização : Alarmes de incêndio e de presença para abrir portas de

shopping.