Sensor Proximidade Indutivo

1. Introdução

No estudo da automação em sistemas industriais, comerciais, automobilísticos, domésticos, etc., é preciso determinar as condições (ou variáveis) do sistema. É necessário obter os valores das variáveis físicas do ambiente a ser monitorado, e este é o trabalho dos sensores.

Sensores servem para informar um circuito eletrônico a respeito de um evento que ocorra externamente, sobre o qual ele deva atuar, ou a partir do qual ele deva comandar uma determinada ação.

1.1 Definições

Inicialmente é necessário mostrar a diferenciação entre alguns elementos presentes em uma automação de qualquer natureza. Os principais elementos que atuam sobre a automação industrial são os sensores e atuadores, pois eles verificam e interferem no ambiente controlado.

1.2 Variáveis

São fenômenos físicos que chamamos simplesmente variáveis, por exemplo: temperatura, pressão, intensidade luminosa, etc. Cada sistema de medição pode ser compreendido em termos do que ele faz, por exemplo: indicar a temperatura ou totalizar a vazão ou registrar a pressão de um sistema qualquer.

1.3 Atuadores

São dispositivos que modificam uma variável controlada. Recebem um sinal proveniente do controlador e agem sobre o sistema controlado. Geralmente trabalham com potência elevada.

Exemplos de alguns atuadores:

- Válvulas (pneumáticas, hidráulicas);

- Relés;

- Cilindros (pneumáticos, hidráulicos);

- Motores;

- Solenóides;

- Etc.

1.4 Sensor

Termo empregado para designar dispositivos sensíveis à alguma forma de energia do ambiente que pode ser luminosa, térmica, cinética, relacionando informações sobre uma grandeza física que precisa ser mensurada (medida), como: temperatura, pressão, velocidade, corrente, aceleração, posição, etc.

Um sensor nem sempre tem as características elétricas necessárias para ser utilizado em um sistema de controle. Normalmente o sinal de saída deve ser manipulado antes da sua leitura no sistema de controle. Isso geralmente é realizado com um circuito de interface para produção de um sinal que possa ser lido pelo controlador.

Supondo que a saída de um sensor, ao ser sensibilizado por uma energia externa, é dada por um nível de tensão muito baixo, torna-se necessária a sua amplificação. Essa interface seria então um amplificador capaz de elevar o nível do sinal para sua efetiva utilização.

2. Sensores de Posição

Em processos industriais ou comerciais, os sensores de posição são utilizados em várias aplicações em que a precisão e a sensibilidade do instrumento devem ser ajustadas em função do tipo de operação que é monitorado. Têm grande importância na fabricação de máquinas de ferramentas, em que é necessário definir a posição da ferramenta de corte para chegar a um micrômetro, fundamental na produção de peças de produção.

2.1 Sensores de proximidade indutivos

São dispositivos de proximidade sem contato que utilizam um campo de frequência de rádio com um oscilador e uma bobina.

A presença de um objeto altera esse campo e o circuito eletrônico do sensor pode descobrir a alteração. Um sensor de proximidade indutivo inclui um circuito oscilador LC, um comparador de sinal e um chaveador. A bobina desse circuito oscilador gera um campo eletromagnético de alta frequência. Esse campo é emitido à face do sensor.

Se um objeto metálico se aproxima da face do sensor, são induzidas corrente Foucault. As perdas resultantes tiram energia do circuito oscilador, reduzindo as oscilações. O comparador de sinal atrás do oscilador LC converte essa informação em um sinal bem definido.

A medida de proximidade, posição e deslocamento de objetos são essenciais em muitas aplicações diferentes: posição de válvula, detecção de nível, controle de processo, controle de máquina, segurança, etc.

Nesse caso o amplificador de saída incorporado ao sensor é constituído de transistor que tanto pode ser NPN como PNP, compatível com circuitos integrados, transistorizados e acionamento direto de relés.

Há chaves de aproximação indutivas para corrente contínua que têm um circuito independente para alimentação, um para contato NA e/ou um para contato NF.

• Chaves de aproximação acionadas em P (PNP) ligam o potencial positivo à carga.

• Chaves de aproximação acionadas em N (NPN) ligam o potencial negativo à carga.

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