encoders ópticos · princípios de funcionamento : ... sensores de sensores de temperatura...

Os encoders ópticos convertem deslocamentos angulares em uma sequência de pulsos digitais, contando com umsó bit ou decodificando um conjunto deles, os pulsos

Encoders ópticosEncoders ópticos

O que éO que é::

14/06/201014/06/2010 Paulo OshiroPaulo Oshiro 1

só bit ou decodificando um conjunto deles, os pulsos podem ser convertidos em medidas de posicão relativas ou absolutas.

Os rotativos compõem-se de um disco plástico (transparente), na qual se acopla o eixo cuja posição se quer medir, com uma série de marcas (opacas) colocadas radialmente e eqüidistantes entre si; de

Princípios de funcionamentoPrincípios de funcionamento::

marcas (opacas) colocadas radialmente e eqüidistantes entre si; de elementos emissores de luz e de fotorreceptores. A medida que o eixo gira, o raio de luz se interage com as marcas e geram pulsos no receptor. Contando estes pulsos é possível conhecer a posição do eixo.

ArquiteturaArquitetura ::

Encoders Encoders magnéticomagnético

ProdutosProdutos::

• Vantagens:

Aplicação: robôs, máquinas-ferramenta e outros

•Desvantagens:

ConclusãoConclusão::

– alta resolução;

– sem contatos mecânicos;

– alta repetibilidade.

–frágil;

–necessita de circuitos para contar os pulsos;

–caro.

RResolversesolverse Sincroresolver.e Sincroresolver.O que é?O que é?::

Resolver ou sincroresolver é um tipo de transformadortransformadorelétrico giratório usado

transformadortransformadorelétrico giratório usado para medir graus de rotação.

RResolversesolverse Sincroresolver.e Sincroresolver.

É uma bobina móvel conectada ao eixo de giro, e várias bobinas fixas. Ao excitar a bobina

Princípios de funcionamento:Princípios de funcionamento:

e várias bobinas fixas. Ao excitar a bobina móvel com um sinal senoidas (≈400Hz), nas bobinas fixas induzem tensões que dependem do ângulo girado.

RResolversesolversPrincípios de funcionamento:Princípios de funcionamento:

);cos()..(.

);()..(.

θωθω

tsenVV

sentsenVV

SincrorSincroresolversesolversPrincípios de funcionamento:Princípios de funcionamento:

trtrêês bobinas fis bobinas fixxas desfasadas as desfasadas 120120°° (estrelas)(estrelas)

);240()..cos(..3

);120()..cos(..3

);()..cos(..3

sentVV

Transformador Transformador DDiferencial de iferencial de VVariaariaçãoçãoLLinealineal (LVDTLVDT):

Os LVDT (Linear Variable Differencial

O que é?O que é?::

Os LVDT (Linear Variable Differencial Transformers) são sensores para medição de deslocamento linear.

LVDTLVDT

O funcionamento de deste sensor é baseado em três bobinas e um núcleo cilíndrico de material ferromagnético de alta

material ferromagnético de alta permeabilidade. Ele dá como saída um sinal linear, proporcional ao deslocamento do núcleo, que está fixado ou em contato com o que se deseja medir.

– Núcleo ferromagnético, unido ao eixo cujo deslocamento se queira medir, entre uma bobinaprimária e duas bobinas secundárias.

LVDTLVDT

primária e duas bobinas secundárias.

– Ao mover o núcleo, a tensão do primário induztensões diferentes nos secundários (aumenta num ediminui noutro), que são proporcionais aodeslocamento do eixo.

LVDTLVDTArquitetura:Arquitetura:

LVDTLVDTCusto/benefícioCusto/benefício::

• Vantagens:– alta resolução;

– boa sensibilidade.

• Desvantagens:– necessita de

freqüente calibração;– caro;

– boa sensibilidade. – caro;– condicionamento do

sinal é caro.

Produtos do mercadoProdutos do mercado:

LVDTLVDT

ExtensômetrosExtensômetros

Extensômetroé um transdutortransdutorcapaz de medir deformaçõesdeformaçõesde corpos.

medir deformaçõesdeformaçõesde corpos.

Quando um materialmaterialé deformado sua resistênciaresistênciaé alterada, a fração de mudança na resistência é proporcional a fração de mudança no

proporcional a fração de mudança no comprimento do material.

Arquitetura:Arquitetura:

Aplicações:Aplicações:

ExtensômetrosExtensômetrosProdutos do mercado:Produtos do mercado:

TacômetroTacômetro

O tacômetro, também conhecido como taquímetro, é um instrumento de medição

taquímetro, é um instrumento de medição do número de rotações (geralmente por minuto, RPM) de um motor.

�Pequeno gerador elétrico de CC, com campo fornecido por imã;

�Tensão gerada, pela Lei de Faraday é proporcional à velocidadecom que o fluxo magnético é cortado pelo enrolamento do rotor;

�Transdutor mecânico elétrico linear;

�V = K n

�K é uma constante que depende do campo do imã, do número de espiras e pólos e das dimensões do rotor;

�n é a rotação do eixo;

�A polaridade da tensão gerada depende do sentido de rotação.

TacômetroTacômetroArquitetura:Arquitetura:

•• VantagensVantagens:– robusto;– analógico;

•• DesvantagensDesvantagens:

•• DesvantagensDesvantagens:– manutenção cara;– pesado;– produz muito ruído.

Produtos do mercado:Produtos do mercado:

Tacômetro magnéticoTacômetro magnético

Sensor de velocidade com encodersSensor de velocidade com encoders

GiroscópioGiroscópioO que é?O que é?::

Giroscópioé um dispositivo usado para

Giroscópioé um dispositivo usado para orientação de navios, aviõese espaçonaves, inventado por Léon Foucaultem 1852.

GiroscópioGiroscópioPrincípios de funcionametoPrincípios de funcionameto::

O giroscópio consiste de um rotor suspenso por um suporte fomado por dois círculos articulados,

com juntas tipo cardan. Seu funcionamento baseia-se no princípio da inércia. O eixo em rotação guarda direção fixa em relação ao espaço.

GiroscópioGiroscópio

GiroscópioGiroscópioArquitetura:Arquitetura:

GiroscópioGiroscópioAplicaçõesAplicações::

LDRLDR

••LDRLDR (do inglês Light Dependent Resistorou em português Resistor Variável Conforme

ou em português Resistor Variável Conforme Incidência De Luz) é um tipo de resistor cuja resistência varia conforme a intensidade de radiação eletromagnéticado espectro visívelque incide sobre ele.

LDRLDR

•Um LDR é um transdutor que converte a (luz) em valores de resistência. É feito de sulfeto de cádmio

valores de resistência. É feito de sulfeto de cádmio (CdS) ou seleneto de cádmio (CdSe). Sua resistência diminui quando a luz é muito alta, e quando a luz é baixa, a resistência no LDR aumenta.

Arquitetura:Arquitetura:

LDRLDR

FototransistorFototransistorO que é?O que é?::

Um fototransistorfototransistor é um transistor bipolarencapado em uma capa transparente que

encapado em uma capa transparente que permite que luz possa atingir a base coletora da junção.

O fototransistor funciona de maneira similar a um fotodiodo, apresentando uma sensitividade muito maior à luz, pois os elétrons gerados pelos fótons na junção da base-coletora são

Princípios de funcionametoPrincípios de funcionameto::

FototransistorFototransistor

pelos fótons na junção da base-coletora são aplicados na base do transistor, e sua corrente é então amplificada pela operação do transistor. O fototransistor apresenta um tempo de resposta menor do que o fotodiodo.

FototransistorFototransistorArquitetura:Arquitetura:

FototransistorFototransistorAplicaçõesAplicações::

•• VantagensVantagens:– Simples;

– Barato;

– muito bom detetor de presença (on-off);

(on-off);

– Não é robusto com respeito à iluminação ambiente;

– Calibração depende da textura.

CCDCCD (charge-coupled device) ou Dispositivo de Carga Acopladoé um sensorpara a gravação de

CCDCCDO que é?O que é?::

Carga Acopladoé um sensorpara a gravação de imagensformado por um circuito integradocontendo uma "tabela" de capacitoresligados.

•Sob o controle de um circuito externo, cada capacitor pode transferir sua carga elétrica para um outro capacitor vizinho.

CCDCCDPrincípios de funcionametoPrincípios de funcionameto::

•A capacidade de resolução ou detalhe da imagem depende do número de células fotoelétricas do CCD. Este número se expresa em píxels. Quanto mais for o número de píxels, maior será a resolução.

CCDCCDPrincípios de funcionametoPrincípios de funcionameto::

CCDCCD

•Os CCDs são usados em fotografia digital, imagens de satélites, equipamentos médico-hospitalares, como por exemplo os endoscópiose astronomia

AplicaçõesAplicações::

como por exemplo os endoscópiose astronomia(particularmente em fotometria, óptica e espectroscopia UV e técnicas de alta velocidade).

CCDCCD

Sensores de Sensores de TemperaturaTemperatura

�par bimetálico

�resistência elétrica

�Termistores

�junção semi-condutora

�termopares

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