instrumentaÇÃo-sensores Ópticos
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SENSORES ÓPTICOS
INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA• Professor Luciano Fontes
KLEBER ANTÔNIO LEITE LOPES
• Matrícula: 200321714• E-mail: [email protected]
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SUMÁRIO
Processos de Controle; Princípio de Funcionamento;
Conversão do Sinal; Transformação do Sinal; Diagrama Esquemático; Condicionamento de Sinais;
Funcionamento Macro; Sistemas de Detecção; Aplicações;
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A grandeza física das variáveis controladas são grandezas nãoelétricas, como por exemplo: posição, velocidade, pressão, vazão,
força, temperatura e umidade;
É necessário transformar tais grandezas físicas em grandezaselétricas (corrente ou tensão);
O elemento que realiza a transformação de uma forma de energiaem outra é denominado transdutor
O transdutor é um sistema completo que produz um sinal elétrico
de saída proporcional à grandeza sendo medida.
O sensor é apenas a parte sensitiva do transdutor .
Processos de Controle
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Princípio de FuncionamentoSensores Fotoelétricos
Uma fonte de luz ou transmissor de luz (LED) [1] Um receptor (Fototransistor) [2] Um conversor de sinal [3] Um amplificador[4].
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Transmissor
O transmissor envia ofeixe de luz através de
um fotodiodo, que emiteflashes, com altapotência e curtaduração, para evitar queo receptor confunda a
luz emitida pelotransmissor com ailuminação ambiente.
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Receptor O receptor é composto
por um fototransistorsensível a luz, que emconjunto com um filtrosintonizado na mesmafreqüência de pulsaçãodos flashes dotransmissor, faz comque o receptorcompreenda somentea luz vinda dotransmissor.
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Fototransistor
É um transistor cuja junção coletor-basefica exposta à luz e atua como um foto-diodo. O transistor amplifica a corrente, e
fornece alguns mA com alta luminosidade.Sua velocidade é menor que a do foto-diodo.
Suas aplicações são as do fotodiodo, excetosistemas de fibra óptica, pela operação emalta freqüência.
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Conversão do Sinal
Os pulsos de luz que são recebidospelo fototransistor são convertidosem sinais elétricos,os quais sãoprocessados para se determinar secorrespondem a uma transmissão deluz. Realizada a verificação a saída do
sensor comuta a chave de acordocom o sinal .
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Transformação do Sinal
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Diagrama Esquemático
FenômenoFísico
Transdutor Sinal Elétricoproporcional àgrandeza física
Transferência deenergia que sensibilizao elemento sensor
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Condicionamento de Sinais
O condicionamento de sinaisanalógicos proporciona a operação
necessária para transformar asaída de um sensor em uma forma
necessária e adequada para
“interfaciar” com outros elementos do “loop” de controle de processo
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Funcionamento Macro
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Sistemas de Detecção porSensores Ópticos
Barreira ou interrupção de luz
Proximidade difusa ou Difusão
Retro-reflexivos ou de reflexão
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Sistema por Barreira O transmissor e o receptor estão em unidades
distintas e devem ser dispostos um frente ao outro,de modo que o receptor possa constantementereceber a luz do transmissor. O acionamento da saída
ocorrerá quando o objeto a ser detectado interrompero feixe de luz.
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Sistema por Difusão Neste sistema o transmissor e o receptor
são montados na mesma unidade. Sendoque o acionamento da saída ocorre quandoo objeto a ser detectado entra na região de
sensibilidade e reflete para o receptor ofeixe de luz emitido pelo transmissor.
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Sistema Reflexivo Este sistema apresenta o transmissor e o receptor em
uma única unidade. O feixe de luz chega ao receptorsomente após ser refletido por um espelho prismático,e o acionamento da saída ocorrerá quando o objeto aser detectado interromper este feixe.
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Aplicações Sensores de LUZ
Além de seu uso emfotometria (incluindo
analisadores deradiações e químicos),é a parte de sistemasde controle deluminosidade, como osrelés fotoelétricos de
iluminação pública esensor indireto deoutras grandezas,como velocidade eposição;
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Aplicações
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Dúvidas???