MICROSONAR
Universidade Federal do Paraná
Departamento de Engenharia Elétrica
Disciplina Instrumentação Eletrônica - TE149
Prof. Eduardo parente Ribeiro
Trabalho sobre Sensor
Sensor Ultra-sônico MICROSONAR
Nome do aluno: Rodolfo Ambonatti Pfeffer
GRR 20044687
1. Principio de Funcionamento
O principio de operação do sensor ultra-sônico é baseado na emissão e reflexão de ondas acústicas entre um objeto e um receptor. A superfície plana do alvo reflete o ultra-som, que retorna ao sensor como um eco. A variável medida é o tempo de trajeto (de ida e volta) do ultra-som entre a face do sensor e a superfície do objeto, cujo resultado é utilizado no cálculo da distância.
Figura 1- Principio de funcionamento [3]
O sensor ultra-sônico transmite e emite sons não audíveis na faixa de freqüência de 30 a 300 kHz e é construído com material piezoelétrico. Normalmente a onda sonora é transmitida pelo ar.
A maior vantagem do sensor de proximidade ultra-sônico reside no fato que pode detectar a proximidade de diferentes materiais. A detecção é independente de forma, cor, e material. O material pode ser sólido, fluído ou pó e inclusive transparente. Menos lá, tecido, espuma, borracha e outros materiais que absorvem som.
2. Fabricante
A empresa NIVELCO foi fundada em 1982 pelo seu atual presidente Tamás Szőllős é considerada como uma corporação de médio porte, atualmente atua em 60 países contando com mais de 100 distribuidores. Possui sua matriz nos Estados Unidos e diversas filiais em: Polônia, Republica Tcheca, Romênia e Rússia.
No Brasil possui um distribuidor em São Paulo: Conaut Controles Ltd. Estrada das Águas Espraiadas, 230 C.P. 56-06835-080 EMBU – SP.
3. Especificações
Caracteristicas
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Emissão de pulsos de ultra-som |
60-160 kHz |
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Faixas de medição |
0.2-1m/0.4-6m |
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Saídas |
PNP/ 4-20 mA/ 0-10 VCC |
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Invólucro |
Plástico /Aço |
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Linearidade |
±0.35% |
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Repetibilidade |
1-1.5 mm |
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Temperatura |
–20 - +70 °C |
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Coeficiente de temperatura |
± 0,02% / °C |
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Resolução |
0,1 – 1,5mm |
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*Erro |
1,17% |
*Erro calculado considerando xa=0,4m e xb=6m e saída em tensão
4. Modos de saída
Para que o equipamento funcione é necessário pré-programar duas distâncias xA e xB
4.1 PNP
Neste modo a saída poder ser apenas em 2 níveis conforme as figuras abaixo.
Figura 2-Saída no modo PNP [2]
4.2 Corrente
Neste modo a saída é em corrente elétrica com variação de 3.8-20.5 A.
Figura 3-Saída em corrente [2]
4.3 Tensão
Neste modo a saída é em tensão corrente elétrica com variação de 0-10 V
Figura 4-Saída em tensão [2]
5. Aplicações
O MICROSONAR foi desenvolvido para aplicações de automação industrial. Pode ser utilizado para detectar a presença de um objeto, medir a distância do sensor ao objeto que para garantir a confiabilidade deve ter uma superfície plana e estar paralela ao sensor. As figuras abaixo são exemplos de aplicações.
Figura 5-Medição de altura [2]
Figura 6-Verificação de presença [2]
Figura 7-Medição de distância [2]
Figura 8-Verificação de continuidade [2]
6. Conclusão
Para aplicações de automação industrial para o qual o dispositivo foi desenvolvido apresenta características adequadas como: robustez, repetibilidade, faixa de temperatura de trabalho e linearidade. Um ponto de destaque é a diversidade de formas de saída em relação a outros sensores ultra-sônicos.
O sensor permite a medição de proximidade em uma variedade maior de materiais, mas é mais caro que um dispositivo óptico de medição por exemplo.
A escolha do sensor apresentado ou de outro sensor que não é ultra-sônico depende da aplicação já que as características não são as mesmas.
7. Referências Bibliográficas
[1]Nivelco,Site do fabricante, http://www.nivelco.com/index.php, acesso em março/2007
[2] Nivelco, MICROSONAR ULTRA SONIC PROXIMITY TRANSMITTER, Data Sheet http://www.nivelco.com/download/pdf/urp2s03a0601b.pdf, acesso em março/2007
[3] Allen Bradley, Sensores Ultra-sônicos - Definições Técnicas e Terminologia, http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/ca/c115-ca529_-pt-p.pdf, acesso em mar/2007