Sensor Indutivo: O que é e como funciona?

Nos sistemas de automação, os sensores desempenham um papel fundamental. São responsáveis pela conversão de uma grandeza física para um sinal elétrico, que pode ser compreendido pelo controlador lógico programável (CLP). Dentre os inúmeros tipos de sensores com diferentes funções, existe o sensor indutivo. Este tipo de sensor apresenta a capacidade de detectar objetos metálicos em pequenas distâncias. Sendo, portanto, definido como um sensor de proximidade.

Figura 1. Sensor indutivo

O Sensor indutivo possui algumas características que tornam seu uso uma opção muito viável e vantajosa na aplicação em sistemas industriais. Por não possuírem partes móveis, o sensor indutivo possue uma vida útil prolongada em relação aos sensores fim de curso que utilizam contatos mecânicos. Adicionalmente, são componentes muito bem vedados e que podem trabalhar em ambientes com poeira (não metálica) e até mesmo em contato com líquidos. E apesar da pequena distância de detecção, apresenta ótima precisão e, portanto, repetibilidade em medições de proximidade.

1 – Princípio de funcionamento do Sensor Indutivo

O sensor indutivo é composto por um núcleo de ferrite envolto por uma bobina, um circuito oscilador e, por fim, um circuito disparador em conjunto com um amplificador (Disparador de Schmitt). Como apresentado na figura2.

Figura 2. Esquema de funcionamento do sensor indutivo.

O princípio de funcionamento do sensor indutivo se dá a partir do um campo eletromagnético variável que é gerado pelo oscilador em conjunto com a bobina na extremidade do dispositivo. Quando um material metálico penetra este campo, são induzidas pequenas correntes parasitas. Com a indução no metal, ocorre uma diminuição na energia do campo e, consequentemente na amplitude do sinal proveniente do oscilador. Quando este sinal se torna muito baixo, o circuito de disparo percebe a mudança e altera a tensão de saída. Fornecendo uma resposta lógica, de nível alto ou baixo, que pode ser utilizada no controle do processo.

2 – Categorias de sensor indutivo

Ao escolher um sensor indutivo, devem ser levados em conta alguns aspectos construtivos. Dentre os sensores de indução disponíveis no mercado, podem ser encontrados os que possuem tensão de saída em nível contínuo (CC) ou alternado (CA). Os sensores indutivos de saída CC possuem modelos de dois, três ou quatro fios. Enquanto os sensores CA apresentam somente dois fios, sendo sua alimentação feita em sequência com a carga.

Adicionalmente, o chaveamento do sensor CC pode ser normalmente aberto (NA) ou normalmente fechado (NF), que deve ser escolhido de acordo com a necessidade do projeto. Em alguns modelos, mais especificamente nos modelos CC de três ou quatro fios, os transistores utilizados no circuito amplificador podem ser do tipo PNP ou NPN. Portanto, se o sensor possuir característica PNP, o potencial positivo será ligado e, caso seja NPN, a ligação deverá ser feita pelo fio de potencial negativo.

Quanto aos perfis destes sensores, há dois principais formatos diferentes. Os sensores tubulares (cilíndricos) e os sensores retangulares. As dimensões dos sensores indutivos cilíndricos variam em torno de 3 a 40 mm de diâmetro. Podendo, ou não, possuir rosca externa para a fixação.  Já os do tipo dito retangular são encapsulados em dimensões e formatos que diversificados, de acordo com os fabricantes.

A distância de detecção que um sensor indutivo pode apresentar também pode variar de 1,5 mm até cerca de 120 mm no caso de sensores indutivos especiais para longas distâncias.

Quanto à forma de conexão dos sensores indutivos, esta pode ser feita por meio de cabos, conectores, pinos ou terminais parafusados. De acordo com as características de montagem do sensor.