ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS: INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL

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Figura 1. Micro Switches e chaves de fim de curso.

Esses sensores, como o nome sugere, são interruptores ou mesmo chaves comutadoras que atuam sobre um circuito no modo liga/desliga quando uma ação mecânica acontece no seu elemento atuador.

É possível usar esses sensores de diversas formas, como para detectar a abertura ou fechamento de uma porta, a presença de um objeto em um determinado local, ou ainda quando uma parte mecânica de uma máquina está numa certa posição, veja a figura 2.

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Figura 2. Chave fim de curso.

Uma variação desse tipo de sensor é o sensor de “fim-de-curso” que, conforme o nome indica, detecta quando uma parte mecânica de um dispositivo atinge seu deslocamento máximo.

A finalidade da chave de fim-de-curso é evitar que o motor do sistema, por exemplo, continue atuando mesmo depois que a peça que ele movimenta chega ao seu ponto máximo. Isso poderia forçar o mecanismo ou ainda causar uma sobrecarga do motor ou do próprio circuito de acionamento.

Na figura 4 temos exemplares de micro switches da Honeywell que podem ser incluídas nessa linha de sensores.

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Figura 4. Temos micro switches da Honeywell.

A seguir, na figura 5, exemplos de chaves de fim-de-curso, também da Honeywell.

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Figura 5. Chaves de fim-de-curso.

Sensores tipo Reed-Switch

Esses sensores podem ser usados para detectar a posição de uma peça ou de uma parte de um mecanismo pela posição de um pequeno ímã que é preso a ela. Poderíamos classificar esses sensores também como sensores magnéticos, uma vez que eles atuam com a ação de um campo, mas como são interruptores acionados por campos, será melhor separá-los em uma outra categoria, dentro de uma classificação de atuação mais simples.

Na figura 6 temos o princípio de atuação desse tipo de sensor que tanto pode ser usado para detectar a simples aproximação de uma peça quanto gerar pulsos de controle a cada passagem de uma peça móvel.

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Figura 6. Princípio de atuação sensor magnético.

Na figura 7 vemos algumas aplicações desse tipo de sensor que se caracteriza pela sua velocidade de ação limitada e também pela pequena capacidade de corrente que os tipos comuns apresentam.

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Figura 7. Aplicação em sistema rotativo.

Nessas aplicações destacamos, por exemplo, sua utilização como sensor de fim-de-curso, para detectar quando uma peça atinge seu deslocamento máximo, atuando sobre o sensor pela ação de um pequeno ímã.

Outra aplicação é mostrada na figura 8, onde usamos o sensor para produzir pulsos tacométricos que permitem controlar a velocidade de um motor ou registrá-la em um display.

Nas aplicações mais modernas e que exigem maior velocidade de resposta, em lugar do reed-swich podem ser usados sensores de estado sólido como os sensores de efeito Hall, ou ainda sensores indutivos, conforme veremos mais adiante.

Na figura 8, a seguir, temos alguns exemplos de sensores tipo reed para uso industrial.

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Figura 8. Sensores tipo reed para uso industrial.

Sensores Fotoelétricos

Os sensores mecânicos têm por principal desvantagem o fato de terem peças móveis sujeitas a quebra e desgaste, além da inércia natural que limita sua velocidade de ação. Outro problema está no repique que pode falsear o sinal enviado quando são acionados.

Por outro lado, sensores que trabalham com a luz são muito mais rápidos, não apresentando praticamente inércia e não têm peças móveis que quebram ou desgastam. Os sensores fotoelétricos podem ser de diversos tipos, sendo empregados numa infinidade de aplicações na indústria e em outros campos.

O tipo mais simples de sensor consiste em um elemento foto-sensível que tem a luz incidente interceptada quando a parte móvel de um dispositivo passa diante dele, veja a figura 9.

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Figura 9. Interceptação do sensor.

Existem diversos dispositivos sensores que podem ser utilizados como sensores de luz, e sua escolha vai depender basicamente de suas características. Damos a seguir alguns exemplos de sensores:

Foto-resistores (LDRs)

De acordo com a figura 10, os LDRs possuem uma superfície de Sulfeto de Cádmio (CdS) que tem sua resistência elétrica dependente da quantidade de luz incidente.

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Figura 10. LDRs e sua simbologia.

A curva característica desses sensores nos mostra que a resistência cai enormemente à medida que a intensidade da luz incidente aumenta. Na figura 11 exibimos um exemplo de curva de resposta de um LDR comum.

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Figura 11. Curva de resposta de um LDR comum.

A grande vantagem no uso dos LDRs como sensores fotoelétricos está no fato de que eles podem trabalhar com correntes relativamente elevadas, sendo muito sensíveis, o que simplifica o projeto de seus circuitos. No entanto, a desvantagem está na sua velocidade de resposta.

Os LDRs são sensores lentos, não operando em velocidades maiores do que algumas dezenas de quilohertz.

Devemos, ainda, destacar a curva de resposta dos LDRs que se aproxima bastante da curva de resposta do olho humano, o que permite sua operação com fontes convencionais de luz, como a luz ambiente, lâmpadas incandescentes, fluorescentes, eletrônicas e de LEDs comuns de diversas cores.

Na figura 12 mostramos uma aplicação típica desse sensor num detector de passagem.

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Figura 12. Aplicação de sensor LDR.

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