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Eletrônica

Basica

Sensores Capacitivos


São sensores semelhantes aos de proximidade indutivos, porém sua diferença está exatamente no princípio de funcionamento, o qual baseia-se na mudança da capacitância da placa detectora localizada na região denominada face sensível.

Funcionamento


Baseia-se no princípio da mudança de freqüência de oscilação de um circuito ressonante com a alteração do valor de capacitância formada pela placa sensível e o ambiente, devido à aproximação de um corpo qualquer. Esta capacitância pode ser alterada pode ser alterada, praticamente por qualquer objeto que aproxime-se do campo de atuação do sensor.

A mudança de freqüência ocasionada pela alteração da capacitância da placa sensível, é enviada a um circuito detector que transforma a variação da freqüência em nível de tensão. O circuito trigger, trata de receber o sinal de tensão gerado nodetector e transformá-lo em onda quadrada adequada à excitar um circuito de comutação o que já é o suficiente para acionar circuitos externos.

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As modificações do comportamento do oscilador são interpretadas pelo trigger de modo a obter uma saída de sinais ALTO-BAIXO, ou seja, uma onda quadrada, capaz de excitar um circuito de potência, tal como um transistor, obtendo assim uma chave liga-desliga em estado sólido, com condições de efetuar um chaveamento sobre bobinas de reles, pequenos contatores, ou mesmo circuitos lógicos.

Todo esse conjunto eletrônico é montado em forma bastante moderna utilizando técnicas avançadas, o qual é alojado em invólucros de plástico ou metálicos e encapsulados com resina de alta densidade, formando um bloco sólido à prova d'água, vibrações e intempéries, podem ser de corrente alternada (AC), corrente continua (DC), com saídas normalmente aberta (NA), normalmente fechadas (NF), ou mesmo a transistor NPN ou PNP facilmente integrado a controladores lógico programáveis (CLP).

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Utilização


Os sensores capacitivos são largamente utilizados para a detecção de objetos de natureza metálica ou não, tais como:

Madeira, papelão, cerâmica, vidro, plástico, alumínio, laminados ou granulados, pós de natureza mineral como talco, cimento, argila e etc.

Os líquidos de maneira geral são ótimos atuadores para os sensores capacitivos, não importando se são condutivos ou não, a viscosidade ou cor.

Desta forma excelentes sistemas para controle de níveis máximos e mínimos de líquidos ou sólidos são obtidos com a instalação de um ou dois sensores, mesmo que mergulhados totalmente no produto.

Mesmo para outros fins de detecção, tais como contagem de garrafas, caixas, pacotes ou peças, o sensor capacitivo dotado de ajuste de sensibilidade é extremamente versátil, resolvendo problemas de automação, de difícil solução com sistemas convencionais.

Vantagens


Existem muitas vantagens na sua utilização, porém as principais são:
  1. Funcionam em quaisquer condições de ambiente (vide especificações do fabricante).
  2. Acionamento sem contato físico (existe uma distancia mínima entre o sensor e o dispositivo a ser detectado que é suficiente para comutá-lo).
  3. Chaveamento eletrônico totalmente em estado sólido.
  4. Alta durabilidade.
  5. Manutenção praticamente inexistente.
  6. Alta velocidade de comutação.

Emprego


É largamente empregado na industria  em: Máquinas operatrizes, Injetoras de plástico, Máquinas para madeira, Máquinas de embalagem, Linhas transportadoras, Industrias automobilística, Indústria de frascos de vidro, indústria de medicamentos e etc; e para a solução de problemas gerais de automatização.

Características



Superfície Ativa


É a face sensível por onde o campo eletromagnético se espalha, existem basicamente duas maneiras de construir um sensor indutivo levando em consideração a superfícies ativa:
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Com superfície ativa faceada:


Esse tipo de sensor tem a superfície ativa de somente na parte frontal do sensor, o que impede que objetos posicionados na lateral do sensor seja detectados.


Com superfície ativa protuberante:



Nesse tipo de sensor a superfície ativa se sobressai ao sensor detectando desta forma objetos tanto frontal como lateralmente ao sensor.


Ao especificar o sensor indutivo deve-se atentar qual tipo construção é a mais adequada, já que nem sempre a detecção lateral é desejada.Observe a diferença entre os tipos

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Distância de Comutação Segura (Sa)


Esta medida garante o acionamento seguro do sensor sob as condições estabelecidas de temperatura e tensão.
Ela pode ser escolhida entre 0 e 81% de SN (= ao S) ou seja:

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Onde: Sa é a distância segura e Sn a distância especificada pelo fabricante do sensor
Nota: A distância segura depende do material, sendo assim sendo alterado a distância de comutação também será alterada.
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Alguns Fatores de correção são:
Cromo Níquel 0,9 x Sn
Aço Inox 0,6 x Sn
Bronze 0,5 x Sn
Alumínio 0,4 x Sn
Cobre 0,4 x Sn

Histerese


Como sabido histerese é a tendência de um sistema de conservar suas propriedades na ausência de um estímulo, ou seja, um retardo perante o estimulo sofrido, no caso dos sensores indutivos é a diferença (retardo) entre a distância de comutação e a descomutação, a qual pode variar de um sensor para o outro, devendo estar compreendida entre 3 e 15% de Sn.

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