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Sensores convertem grandezas físicas em sinais mensuráveis. O seu funcionamento confiável depende não apenas do elemento sensor, mas também de acessórios essenciais, tais como carcaças, condicionadores de sinal, conectores e hardware de fixação. A seguir, são descritos cinco tipos importantes de sensores, incluindo seus princípios de funcionamento e acessórios essenciais.
1. Sensores Lineares (Potenciométrico ou Magnetostritivo)
Princípio de funcionamento: os sensores lineares potenciométricos utilizam uma pista resistiva e um cursor. À medida que o cursor se desloca linearmente, a resistência varia proporcionalmente, gerando uma saída em forma de divisor de tensão. Os sensores magnetostritivos contêm um guia de onda e um ímã permanente; um pulso elétrico gera um pulso de deformação que é refletido na posição do ímã, e o atraso temporal indica o deslocamento.
Acessórios principais: invólucros à prova de intempéries (IP67), extremidades de haste ou rolamentos esféricos para acoplamento mecânico, conjuntos de cabos com blindagem e condicionadores de sinal que convertem a resistência ou o atraso temporal em saídas de 4–20 mA ou 0–10 V.
2. Sensores de Pesagem ( Células de carga – Tipo com Extensômetro)
Princípio de funcionamento: A maioria das células de carga utiliza um elemento metálico elástico (por exemplo, viga, tipo S ou formato de panqueca) com quatro extensômetros conectados em uma ponte de Wheatstone. Quando uma força é aplicada, o elemento se deforma, gerando tração em dois extensômetros (aumento da resistência) e compressão nos outros dois (diminuição da resistência). A ponte gera um sinal em milivolts proporcional à carga.
Acessórios principais: Carcaças em aço inoxidável ou aço-liga para proteção contra corrosão, botões de carga e placas de montagem, caixas de junção para somar múltiplas células e amplificadores de precisão (com regulação da tensão de excitação e compensação térmica).
3. LVDT (Transformador Diferencial Variável Linear)
Princípio de funcionamento: Um LVDT é composto por uma bobina primária e duas bobinas secundárias enroladas em um tubo oco. Um núcleo ferromagnético desloca-se linearmente no interior do tubo. A bobina primária é excitada por um sinal CA (normalmente entre 1–10 kHz). As duas bobinas secundárias são conectadas em série de forma oposta; quando o núcleo está centralizado, as tensões induzidas nelas se anulam (saída nula). O deslocamento do núcleo desequilibra as tensões, gerando uma saída CA cuja amplitude é proporcional ao deslocamento e cuja fase indica a direção.
Acessórios principais: Invólucros encapsulados em aço inoxidável ou epóxi para ambientes agressivos, hastes de núcleo roscadas e sondas com mola de compressão, condicionadores de sinal que demodulam a saída CA em tensão CC ou em corrente de 4–20 mA, e cabos conectores com baixa capacitância.
4. Sensores de torque (Tipo de Reação ou Rotativo)
Princípio de funcionamento: A maioria dos sensores de torque utiliza extensômetros colados a um eixo ou flange. Em sensores de torque de reação, o corpo é fixo e os extensômetros medem o momento torçor. Em sensores de torque rotativos, um eixo giratório é equipado com extensômetros ou um elemento magnetoelástico; o sinal é transmitido por anéis coletores, acoplamento indutivo ou telemetria por rádio. A variação da resistência dos extensômetros (ponte de Wheatstone) é diretamente proporcional ao torque.
Acessórios principais: Eixos estriados ou com chaveta para transmissão positiva, conjuntos de anéis coletores (para tipos rotativos), módulos de telemetria sem fio, carcaças protetoras com rolamentos vedados e unidades amplificadoras/condicionadoras que fornecem saídas de tensão ou corrente filtradas e calibradas.
Acessórios gerais aplicáveis a todos os tipos
Condicionadores de sinal (amplificadores, filtros, circuitos de linearização), conectores elétricos (M12, DIN), suportes de montagem e ferramentas de calibração são comuns a muitos sensores. A seleção adequada de acessórios garante precisão, durabilidade e compatibilidade eletromagnética.
Compreender tanto o princípio de detecção quanto o hardware associado é essencial para que engenheiros implantes esses sensores de forma confiável em automação industrial, testes automotivos, robótica e controle de processos.
