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Sensores Lgicos

Sensores

lgicos

so

utilizados

para

detectar

os

estados

de um processo;

Indica

apenas

a ocorrncia

ou

no

de um evento;

A indicao

lgica

representada

na

forma de um contato eltrico:

Contato abertoX=0

Sensor

Contato fechadoX=1

Sensor

Sensor capacitivo

>> indica

a presena

de um objeto

dieltrico

nas proximidades

do sensor.

Exemplo: detectar

a presena

de peas

de madeira.

Sensor Indutivo

>> indica

a presena

de um objeto

metlico

dieltrico nas

proximidades

do sensor.

Exemplo: deteco

de peas

metlicas

em

uma

esteira.

Sensor tico

>> indica

a presena

de um objeto

capaz

de refletir

ou bloquear

a passagem

de feixe

de luz.

carga

24V

+

-

Fonte CC

carga

24V

+

-Carga

24V

Fonte CC

Carga

+

-

Sensor

Carga

24V

Fonte CC

Carga

+

-

Carga

Sensor

24V

Fonte CC

+

-

Sensor

Carga

CLP Ligao de Sensores com sada NPN ao CLP

Fonte CC

24V

+

-

Sensor

Carga

CLP

Ligao de Sensores com sada NPN ao CLP

Fonte CC

Deteco de Presena

Existem duas formas de detectar presena:

1)

Atravs de contato: O sensor faz contato mecnico com o objeto. (Chave limite, chave de fim de curso,...)

2)

Atravs de proximidade: Sem contato mecnico entre objeto e sensor (sensor tico, sensor indutivo, sensor capacitivo ...)

Deteco de Presena

1) Chaves de contato (Contact Switches)

com acionamento mecnico:

So

disponveis

com contatos

de sada

NA e/ou

NF;

Possuem

invlucro

reforado

de modo

a suportar

esforos mecnicos

repetitivos.

Para diminuir

impactos

possuem

rolos

no ponto

de contato.

So

aplicadas

como

chave

limite

de movimento

mecnico

e/ou

como detector de peas.

Deteco de Presena

2) Sensores ticos (Foto-eltricos):

Sensores

ticos

necessitam

de um emissor

(fonte

de luz) e de um detector;

O feixe

de luz

produzido

no emissor

utilizando-se LEDs

e diodos lases, podendo

ou

no

estar

na

parte

visvel

do spectro;

Os detectores

so

constituidos

de photodiodes ou

phototransistors;

O emitter and detector so

posicionados

de modo

a que

um objeto ira

bloquear

o feixe;

Deteco de Presena

2) Sensores ticos (Foto-eltricos):

Deteco de Presena 2) Sensores ticos (Foto-eltricos):

Retroflexivo


Retroflexivo

com luz

polarizada


reflexo

difusa


alinhamento

de sensor tico

de oposio

(barreira)


tamanho

do objeto

para

bloqueio

Deteco de Presena Sensores lgicos capacitivos:

So utilizados principalmente para detectar a presena ou proximidade de um objeto dieltrico.

Deteco de Presena Sensores lgicos

capacitivos:

Quando um objeto entra na regio de ao do campo eltrico entre as placas, muda o valor da constante dieltrica do meio.

Deteco de Presena Sensores lgicos

capacitivos:

Podem detectar objetos a distncias de at

alguns centmetros


Um oscilador

usado para medir a reatncia capacitivaXC= 1/(C.2..fosc) entre as placas (fosc=freq. do oscilador)


Princpio de Funcionamento

Deteco de Presena Sensores lgicos capacitivos: Princpio de Funcionamento

O sensor gera

um campo eltrico

e detecta

mudanas

provocadas quando

um alvo

se aproxima

da

face sensora.

Face sensora

Alvo


Face sensora

Quando

o alvo

se aproxima

da

face sensora, a capacitncia

de uma

prova

capacitiva

cresce.

Alvo

C


Face sensora

O valor da

capacitncia

da

prova

cresce

diretamente

com o tamanho

do alvo

e com o valor da

constante

dieltrica

equivalente

do meio;

O valor da

capacitncia

da

prova

decai

com o aumento

da distncia

do alvo

face sensora.

Alvo

Climiar

Deteco de Presena

Sensores lgicos capacitivos: Princpio de Funcionamento

Os sensores

capacitivos

podem

ser tanto

do tipo

no-blindado quando

blindado.

Deteco de Presena

Sensores lgicos capacitivos: Princpio de Funcionamento

Os sensores

capacitivos

no-blindados

so

adequados

para

detectar materiais

com elevado

valor de constante

dieltrica.

Tipo de Material Constante dieltrica(Relativa ao Ar)

Solues aquosas 50-80

Alcool 25.8

Etanol 24

Acetona 19.5

Madeira mida 10-30

Deteco de Presena

Sensores lgicos capacitivos: Princpio de FuncionamentoOs sensores

capacitivos

blindados

so

mais

adequados

para

detectar

materiais

com valores

mais

baixos

de constante

dieltrica;

Apresentar

um campo eltrico

com linhas

de fora

mais concentradas.

Tipo de Material Constante dieltrica(Relativa ao Ar)

Cereais 3-5

Madeira Seca 2-7

Papel 1.6-2.6

Vidro 3.7

P

de Cimento 4.0

Aplicaes de Sensores Capacitivos

Indstria Madeireira


Deteco de nvel Em Silos de armazenamentoDe gros


Indstria Alimentcia

Especificaes

Com Blindagem,Sada NA PNP,Freq. Chaveamento 100 Hz

Especificaes

Material do Alvo Fator Correogua 1.00Solues Aquosas 0.98-1.00lcool 0.85Madeira mida 0.60 -

0.85

Cereais 0.15-0.30Gasolina 0.10Papel 0.10

Sensores Indutivos de Proximidade

1) Princpio de FuncionamentoSo sensores projetados para gerar um campo eletromagntico primrioe detectar o correspondente efeito deste campo na induo de correntesde eddy

em um objeto metlico ( target) que entra na regio de ao do

campo primrio.

O sensor consiste de uma bobina (coil) com ncleo de ferrite

, um oscilador, um circuito de trigger

e o circuito de sada (output circuit) que normalmente

um transistor bipolar( NPN ou PNP).

As correntes parasitas no alvo reduzem a amplitudedas oscilaes do campo primrio.

Alvo Padro

A face ativa de um sensor de proximidade indutivo

a extremidade por ondeemerge o campo eletromagntico primrio produzido pela sua bobina.

Denomina-se de Alvo Padro

um objeto de ao, na forma de uma chapa quadrada, cujo lado tem mesma medida do dimetro da face

ativa

do sensor ou da distncia nominal de deteco (a maior das duas).

A espessura do alvo padro

de 1mm.

Fatores de Correo de Acordo com o Tipode Alvo a Detectar

A distncia nominal de acionamento do sensor (Sn) normalmente determinada para o alvo padro.

Para outros materiais, necessrio utilizar um fator de correo.

A composio do alvo tem um grande efeito na distncia de acionamentode um sensor de proximidade indutivo.

Para obter a distncia de acionamento para outros materiais, basta aplicar a frmula:

Sncorrigida= Sn. FC

onde FC=Fator de Correo .

Tabela 1-

Fatores de correo para diversos matrias metlicos

Exerccio 1) Um objeto metlico de cobre

posicionado a umadistncia de 4,0 mm de face ativa de sensor indutivo de proximidade cuja distncia nominal de ativao, para um alvopadro,

de Sn=5,0 mm.

Determinar se a presena do objeto de cobre ser

detectada.

Soluo: Para um alvo de cobre, a distncia de ativao corrigida ser:

Sncorrigida= Sn. FCcobre= 5,0x0.40 = 2,0 mm

Dessa forma, o alvo de cobre s

ser

detectado para distancias iguais ou inferioresa 2,0 mm. Como a distancia de 4mm, na qual o alvo de cobre foi

posicionado,

superior a Sncorrigida

= 2,0 mm, a presena do alvo no ser

detectada pelo sensor.

OBSERVAES:

O tamanho e forma do alvo tambm podem afetar a distncia de acionamento. As seguintes recomendaes devem ser utilizadas:

i)

Alvos na forma plana so preferveis (em comparao com outras formas);

ii) Alvos arredondados podem necessitar de maior reduona distncia de acionamento;

iii) Alvos feitos de materiais no-ferrosos necessitam de maior reduo na distnciade acionamento;

iv) Alvos com dimenses inferiores s dimenses da face ativa do sensor necessitamde maior reduo na distncia de acionamento;

v) Alvos bem maiores do que a face ativa podem permitir um aumento da distnciade acionamento;

Histerese (percurso diferencial)

A diferena (em mm) entre o ponto em que o sensor opera e o ponto ondedeixa de operar (deixa de sinalizar a presena do alvo)

chamado de

histerese ou percurso diferencial.

Histerese (percurso diferencial)

O valor do quantitativo de percurso adicional necessrio para desacionar

o sensor aps uma

operao deve ser considerado quando o projetista estiver selecionando o alvo e a localizao do sensor.

O uso de histerese

necessrio para evitar o fenmeno de chattering

(liga-desliga rapidamente)

quando o sensor estiver sujeito a vibrao ou quando o alvo estiver estacionrio na distncia nominal.

As amplitudes da vibraes devem ser menores do que o valor da banda da histerese, para evitar o chattering.

Mxima Freqncia de Comutao (switching

frequency) do sensor

A freqncia mxima de comutao (switching

frequency)

a mxima velocidadede aproximao e afastamento do alvo, em que o sensor ainda consegue detectar de forma segura o alvo

Isso indica o maior nmero possvelde comutaes por segundo, dolgico contato de sada do sensor.

Esse valor

sempre dependentedo tamanho do alvo, da distnciade deteco facial, da velocidadedo alvo e do tipo de chave.

Consideraes de Montagem para Evitar Interferncias de Correntes

Elevadas

Montagem perpendicular a linha de corrente eltrica:


Elevadas

Montagem paralela a linha de corrente eltrica:


Elevadas

Associao em Srie de Sensores Lgicos

Sensores LgicosSlide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Slide Number 23Slide Number 24Slide Number 25Slide Number 26Slide Number 27Slide Number 28Slide Number 29Slide Number 30Slide Number 31Slide Number 32Slide Number 33Slide Number 34Slide Number 35Slide Number 36Slide Number 37Slide Number 38Slide Number 39Slide Number 40Slide Number 41Slide Number 42Slide Number 43Slide Number 44Slide Number 45Slide Number 46Slide Number 47Slide Number 48Slide Number 49Slide Number 50Slide Number 51Slide Number 52Slide Number 53Slide Number 54Slide Number 55Slide Number 56Slide Number 57Slide Number 58Slide Number 59Slide Number 60Slide Number 61Slide Number 62

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