Olá, tudo bem? Neste artigo pretendo explicar um pouco sobre o que é um sensor e um transdutor e como eles ajudam no processo de detecção em indústrias, residencias e várias outras aplicações. Antes de mostrar alguns exemplos, gostaria de conceituar estes dispositivos. Então vamos lá? Em termos básicos, um sensor é um dispositivo que faz a detecção e responde com eficiência a algumas entradas provenientes de um ambiente físico. Mas o que poderiam ser estas entradas? Uma luz, o calor, um MOVimento, umidade, pressão ou qualquer variável detectável em um ambiente são exemplos de entradas.

Assim, quando um sensor recebe uma entrada específica proveniente do ambiente, ele emite uma saída, que geralmente é um sinal capaz de ser convertido e interpretado por outros dispositivos que poderia ser um CLP ou uma IHM capaz de mostrar esta informação em uma tela por exemplo. No que tange aos sistemas elétricos, o que estou falando é que ao ser convertido, o sinal pode ser lido por um processador ou ser transmitido eletronicamente por uma rede de dados. Para melhor entendimento, eu gostaria de exemplificar algumas situações em que temos este processo funcionando:

Em um termômetro a base de mercúrio, por exemplo, a entrada é a temperatura, sendo que o líquido se expande ou contrai devido a variação da temperatura no ambiente, fazendo com que o sinal seja maior ou menor no manômetro que por sua vez realiza a leitura da saída do sinal. Neste caso, o manômetro é o dispositivo que processa a informação da coluna de mercúrio e torna a medição legível para o ser humano.

Um detector de oxigênio que faz parte de um sistema de controle de emissões de um automóvel verifica a relação de gasolina/oxigênio, geralmente através de uma reação química que gera o sinal elétrico. Um computador no motor lê a variação do sinal elétrico (em Volts) e verifica a mistura de forma a ajustar o seu equilíbrio caso a mesma não seja ótima. O computador neste caso processa a informação e poderia até exibir ela no painel do carro (IHM).

Já os detectores de MOVimento possuem várias aplicações, onde podemos citar: presença para alarmes, portas automáticas, ligar ou desligar luzes. Estes dispositivos recebem por sua vez algum tipo de energia, como micro-ondas, ondas de ultrassom ou feixes de luz e conseguem detectar quando este fluxo de energia é interromPIDo por algo entrando em seu caminho. Um foto elétrico por exemplo, detecta a presença quando o fluxo de energia é interromPIDo por algo que intercepta o seu caminho, sendo que ele pode detectar a presença de luz visível, a transmissão de infravermelhos (IR) e/ou ultravioletas (UV) de energia.

É comum quando falamos de sensores, também falarmos dos transdutores. Isto porque quanto tratamos medições, eles são utilizados em conjunto. Enquanto que o primeiro termo é muito popular na América, o transdutor é mais popular na Europa.

A palavra sensor tem a sua significância no termo “perceber” e a palavra transdutor por sua vez tem a sua significância no termo “levar a frente”. Se você for procurar ambos os termos no dicionário, encontrará que o primeiro significa “um dispositivo que detecta uma mudança no ambiente físico e transforma isso em um sinal que pode ser medido e gravado enquanto que o termo transdutor é definido como um dispositivo que transfere a energia de um sistema para outro que pode ser da mesma forma ou de forma convertida (diferente da original).

Uma boa distinção entre os 2 termos é que o sensor é aplicado para a detecção em si enquanto que o transdutor aplica-se para o elemento de detecção associado a qualquer circuito. Sendo assim, podemos dizer que todos os transdutores possuem um sensor e a maioria (mas não todos) os sensores são transdutores.

A Figura 1 mostra um processo de detecção, em termos de conversão de energia. A forma do sinal de saída, será muitas vezes de forma análoga ao sinal de entrada, embora algumas vezes pode ser uma forma de onda cuja frequência seja proporcional a entrada ou um trem de pulsos que contem a informação. No caso da Figura coloco um exemplo com termopar sendo convertido o sinal por um transdutor sendo que este transdutor converte o sinal do termopar em uma saída que varia de 4 a 20mA.

sensor

Figura 1 – O processo de sensorioamento

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Alguns tipos de Estímulo e Sinais dos Sensores

Abaixo, você pode ver uma tabela com diferentes tipos detecção e diferentes sinais que podem ser gerados:

Figura Estímulo Sinal
 acustico Acústico Onda (Amplitude, fase, polarização), espectro, velocidade de onda.
 eletrico Elétrico Carregamento, corrente, tensão, permissividade e condutividade
 indutivo magnetico Magnético Campo magnético, fluxo magnético e permeabilidade
 optico Óptico Onda (Amplitude, fase, polarização), velocidade de onda, índice de refração, emissividade, absorção, relfetividade
 temperatura termico Térmico Temperatura, fluxo, calor específico, condutividade térmica
 mecanico Mecânico Posição (linear, angular), aceleração, força, massa, densidade, momento, torque, orientação

É muito comum em automação industrial desenvolvermos projetos, máquinas e aplicações em que há a interligação dos detectores em controladores lógico programáveis (CLPs) e IHMs. Assim, é possível fazer a leitura deste sinal e elaborar uma lógica de programações a fim de controlar ou monitorar algo. Enquanto que o controlador realiza a lógica do dispositivo, a IHM tem a função de mostrar as informações em uma tela e ao mesmo tempo permitir o comando humano das máquinas. Alguns exemplos são citados abaixo:

  • Utilização de termopar para controle de temperatura de fornos;
  • Utilização de dispositivos mecânicos para detecção de fim de curso;
  • Fotoelétricos para detecção de presença de produtos e controle de produção;
  • Dispositivo elétrico (indutivo) para detecção de corrente e consequentemente detecção de motor ou componentes ligados.
  • sensor de visão para detecção de imperfeições em produtos;
  • Micrômetro Laser para medição de diâmetros.
  • sensor ultrassônico para medição de níveis de silos e tanques;
  • rfid para leitura de tags e rastreabilidade de produção.

Espero que tenha ajudado a você entender melhor o que os detectores e qual o objetivo de aplicar os mesmos em um processos de leitura e controle. Se você for parar para pensar, este conceito funciona hoje em vários aparelhos eletrônicos, veículos, residências e indústrias e fazem parte da nossa vida.