O que é um Sensor? Diferentes Tipos de Sensores com Aplicações

Diferentes Tipos de Sensores com Aplicações

Introdução aos Sensores

O mundo está cheio de sensores. No nosso dia-a-dia, nos deparamos com a automação em todas as atividades. A automação inclui ligar as luzes e ventiladores usando telemóveis, controlar a TV usando aplicações móveis, ajustar a temperatura da sala, detectores de fumo, etc. Tudo isto é feito com a ajuda de sensores. Hoje em dia, qualquer produto baseado em sistema embutido tem sensores embutidos nele.

Existem muitos aplicativos como Câmera de CFTV controlada por celulares, aplicativos de monitoramento e previsão do tempo, etc. Os sensores desempenham um papel muito importante no monitoramento e detecção da área de Saúde. Portanto, antes de construir um sensor que utilize uma aplicação, devemos entender exatamente o que um sensor faz e quantos tipos de sensores estão disponíveis.

O que é um Sensor?

Um sensor é definido como um dispositivo ou um módulo que ajuda a detectar quaisquer alterações na quantidade física, como pressão, força ou quantidade elétrica, como corrente ou qualquer outra forma de energia. Após observar as mudanças, o sensor envia a entrada detectada para um microcontrolador ou microprocessador.

Finalmente, um sensor produz um sinal de saída legível, que pode ser óptico, elétrico ou qualquer forma de sinal que corresponda à mudança no sinal de entrada. Em qualquer sistema de medição, os sensores desempenham um papel importante. Na verdade, os sensores são o primeiro elemento no diagrama de blocos do sistema de medição, que entra em contato direto com as variáveis para produzir uma saída válida. Agora você sabe o que o sensor realmente significa? informe-nos sobre algum tipo de seu tipo e suas aplicações como segue.

Classificação de sensores

1. Sensores ativos e passivos
2. Sensores analógicos e digitais

Sensores ativos:

Sensores ativos são o tipo de sensores que produzem o sinal de saída com ajuda da alimentação externa de excitação. As próprias propriedades físicas do sensor variam em relação ao efeito externo aplicado. Portanto, ele também é chamado de Sensores de Auto Geração.

Exemplos: LVDT e extensômetro.

Sensores passivos:

Sensores passivos são os tipos de sensores que produzem sinal de saída sem o auxílio de alimentação externa de excitação. Eles não necessitam de nenhum estímulo ou tensão extra.

Exemplo: Termopar, que gera um valor de tensão correspondente ao calor, aplicado. It does not require any external power supply.

Analog and Digital Sensors

Different types of digital and analog sensors are listed below one by one with their applications.

Different Types of Sensors

There are different types of sensors used to measure the physical properties like heartbeat & pules, Speed, Heat transfer, temperature etc. Types of sensors are listed below and we will discuses the usual types one by one in details with uses and applications.

• Infrared Sensor(IR Sensor)
• Temperature & Thermocouple Sensors
• Proximity Sensor
• Ultrasonic sensor
• Accelerometers & Gyroscope Sensor
• Pressure Sensor
• Hall Effect Sensor
• Load cell
• Light Sensor
• Color Sensor
• Touch Sensor
• Tilt Sensor
• PIR Motion Detector & Vibration Sensor
• Metal detector, Water Flow & Heartbeat Sensor
• Flow and Level Sensor
• Smoke, Fog, Gas, Ethanol & Alcohol Sensor
• Humidity, Soil Moisture & Rain Sensor

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Analog Sensors

The sensor that produces continuous signal with respect to time with analog output is called as Analog sensors. The analog output generated is proportional to the measured or the input given to the system. Generally, analog voltage in the range of 0 to 5 V or current is produced as the output. The various physical parameters like temperature, stress, pressure, displacement, etc. are examples for continuous signals.

Examples: accelerometers, speed sensors, pressure sensors, light sensors, temperature sensors.

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Sensor IR (Sensor Infravermelho)

Quando olhamos para o espectro eletromagnético, a região infravermelha é dividida em três regiões como infravermelho próximo, infravermelho médio e infravermelho distante. O espectro infravermelho tem uma faixa de frequência mais alta do que microondas e menor frequência do que a luz visível. Um sensor infravermelho é usado para emitir e detectar radiação infravermelha. Por este princípio, o sensor de infravermelhos pode ser usado como detector de obstáculos. Existem dois tipos de sensores IR como sensores IR Ativos e Passivos.

Sensor IR Passivo: Quando o sensor não usa nenhuma fonte de IR para detectar a energia emitida pelos obstáculos, ele age como um sensor de IR Passivo. Exemplos como termopar, detector piroelétrico e bolômetros estão sob sensores passivos.

Active IR sensor: Quando existem dois componentes que actuam como fonte IR e o detector IR é chamado como sensor Activo. LED ou diodo laser atuam como fonte IR. O fotodiodo ou fototransistor atua como detector de IV.

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Temperatura & Sensores de Par Termopar

Como discutido sensor analógico produz sinais que estão continuamente variando com o tempo. O valor de saída do sensor será muito pequeno na faixa de microvolts ou milli volts. Devido a isso, circuitos de condicionamento de sinal são necessários para a amplificação. Conversores analógicos para digitais (ADC) são usados para converter o sinal analógico obtido em um valor digital.

Sensor de temperatura sente a temperatura e mede as mudanças na temperatura. Outros tipos de sensores de temperatura são Termopares, Termistores, Dispositivos de Temperatura Resistiva (RTD) e ICs de Sensor de Temperatura (LM35) etc.

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LM35-Temperatura Termopar Sensores

Sensor de Proximidade

Sensor de Proximidade é um tipo de sensor sem contato usado para detecção de objetos. Ele não tem qualquer contato físico com o objeto. O objeto cuja distância deve ser medida é conhecido como alvo. Uma luz IV ou radiação eletromagnética é usado em um sensor de proximidade. Existem diferentes tipos de sensores de proximidade como Indutivos, capacitivos, ultra-sônicos, etc: Detecção de objetos, para medir velocidade, identificação de rotação, detecção de material, sensor de estacionamento reverso, contagem de objetos.

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Sensor ultra-sônico

Sensores ultra-sônicos são usados para medir distância ou tempo de viagem usando ondas ultra-sônicas. Uma fonte será usada para emitir ondas ultra-sônicas. Após a onda atingir o alvo, as ondas são reflectidas e o detector recolhe o sinal. O tempo de viagem entre a onda transmitida e a onda refletida é medido usando o sensor ultra-sônico. Os sensores ópticos usam dois elementos diferentes para o transmissor e o receptor. Enquanto o sensor ultra-sônico usa um único elemento para transmissão e recepção.

Acelerômetros & Sensor Giroscópio

Acelerômetro é um tipo de sensor que é usado para detectar mudanças de posição, velocidade e vibração através da detecção de movimento. Ele pode ser do tipo analógico ou digital. No acelerômetro analógico, dependendo do volume de aceleração aplicado ao acelerômetro, é produzido sinal analógico contínuo de tensão.

Sensor de giroscópio para detectar e determinar a orientação com a ajuda da gravidade da Terra, ou seja, ele mede a velocidade angular. A principal diferença entre acelerômetros & Sensores Giroscópio é que o Giroscópio pode sentir a rotação onde o acelerômetro não pode. Em outras palavras, o Giroscópio mede qualquer rotação e não é afetado pela aceleração e o Acelerômetro não consegue distinguir rotação de aceleração e não consegue trabalhar quando no centro da rotação.

Pressão Sensor

Pressão sensor funciona na aplicação da tensão de entrada e valor da pressão. Ele produz uma tensão analógica de saída.

Sensor de efeito Hall

O sensor que funciona em princípio de efeito magnético é chamado de sensor de efeito Hall. O campo magnético é a entrada e o sinal elétrico é a saída. O campo magnético externo é aplicado para ativar o sensor de Efeito Hall. Todos os ímãs têm duas características importantes: densidade e polaridade do fluxo. A densidade do fluxo magnético está sempre presente à volta do objecto. Portanto, a saída do sensor de Efeito Hall será função da densidade do fluxo.

Aplicações: Um dos principais usos dos sensores magnéticos é em sistemas automotivos para o sensoriamento de posição, distância e velocidade. Por exemplo, a posição angular do virabrequim para o ângulo de disparo das velas, a posição dos assentos dos automóveis e cintos de segurança para o controle do air-bag ou a detecção da velocidade das rodas para o sistema de travagem antibloqueio, (ABS). Os sensores de efeito Hall são utilizados para a detecção da posição GPS, detecção de velocidade, para controlar o motor.

Célula de carga

Célula de carga é utilizada para medir o peso. A entrada é força ou pressão e a saída é o valor da tensão elétrica. Célula de carga mede o peso do objeto por método indireto. Existem poucos tipos de células de carga, nomeadamente célula de carga de feixe, célula de carga de ponto único e célula de carga de compressão.

Célula de carga de feixe: Utilizado em aplicações industriais como máquinas, pesagem de tanques, equipamentos médicos

Célula de carga de ponto único: Utilizados em aplicações de medição de baixo peso como coleta de resíduos e máquinas

Célula de carga de compressão: Utilizada para aplicações de medição de peso elevado como dispositivos médicos, para controlar bombas.

Aplicações de Sensores Analógicos

Para detectar pistas ocultas, descontinuidades em metais, compósitos, plásticos, cerâmica, e para detecção de nível de água.

Sensores Digitais

Quando os dados são convertidos e transmitidos digitalmente, são chamados de Sensores Digitais. Os sensores digitais são os únicos que produzem sinais de saída discretos. Os sinais discretos serão não contínuos com o tempo e podem ser representados em “bits” para transmissão serial e em “bytes” para transmissão paralela. A quantidade medida será representada em formato digital. A saída digital pode ser em forma de lógica 1 ou lógica 0 (ON ou OFF). Um sensor digital consiste de um sensor, cabo e um transmissor. O sinal medido é convertido em um sinal digital dentro do próprio sensor, sem qualquer componente externo. O cabo é usado para transmissão de longa distância.

Light Sensor


Led digital ou Optodetector usado para produzir um sinal digital para medir a velocidade de rotação do eixo . Um disco é fixado ao eixo rotativo. O eixo rotativo tem ranhuras transparentes na sua circunferência. Quando o eixo gira a uma velocidade, o disco também gira com ele. O sensor passa por cada ranhura do eixo, o que produz um pulso de saída como lógica 1 ou lógica 0. A saída é exibida no LCD após passar pelo contador/registrador.

Acelerômetro Digital

Um acelerômetro digital gera uma saída de onda quadrada de freqüência variável. O método de produção de onda quadrada é a modulação por largura de pulso (PWM). A saída do sinal PWM, largura de pulso é diretamente proporcional ao valor de aceleração.

Outros tipos de sensores digitais são : Sensor digital de temperatura, codificadores, etc.

Aplicações de sensores digitais

1. Detecção de fugas em condutas e cabos de gás utilizando sensor de pressão
2. Monitorização da pressão em pneus
3. Monitorização do fluxo de ar
4. Nível de medição

Inhalers (dispositivo médico)

Aplicações de tempo real de sensores

Aplicações de sensores IR:

termómetros de radiação: Funciona devido à presença de sensor de infravermelhos. A temperatura de um objecto é medida com termómetros de radiação

Dispositivos de imagem IR: Os sensores IR são usados para fazer imagens de objectos. São utilizados em câmaras de Termografia, que são utilizadas como técnica de imagem não invasiva.

IR TV remota: Hoje em dia, os controles remotos de TV por infravermelhos são usados em casa e nos teatros. Eles usam luz infravermelha como fonte de comunicação. O controle remoto de TV consiste em botões e PCB. PCB consiste de circuito elétrico que é usado para detectar ou detectar o botão que é pressionado. Uma vez que o botão é pressionado, o sinal é transmitido na forma ou código Morse. Os transistores são usados para amplificação do sinal. Finalmente, ele chega ao LED IR. O fim da placa de circuito será conectado ao LED IR. Um sensor é colocado na extremidade receptora da TV. O LED IR emitirá luz IR e o sensor detecta-o.

Inside a Car – Steering Sensor applications: Em um veículo, os sensores de direção são muito cruciais. Eles medem o ângulo de rotação do volante e ajudam ainda mais na navegação. Estes sensores desempenham um papel para a Direcção Electrónica de Comando e Direcção Assistida Eléctrica.

Inside Smart Phone- Aplicações dos sensores: No mundo actual, cada pessoa tem um telefone inteligente. A tecnologia móvel é construída com uma grande quantidade de sensores e tecnologia de automação. Diferentes tipos de sensores como impressão digital, magnetômetro, giroscópio, acelerômetro, barômetro, termômetro, sensor de proximidade, monitor de freqüência cardíaca, sensores de luz e muito mais.

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