O sensor indutivo, também chamado de sensor de proximidade metálica, é um componente usado somente para detectar objetos metálicos. Neste artigo você vai aprender seu funcionamento e como energizá-lo corretamente.
Vantagens
- O sensor indutivo detecta o metal independente da cor e do tipo de superfície, ou seja, o objeto pode ser liso, áspero ou pode ter várias cores diferentes e a detecção não sera comprometida.
- Também ignora a presença de água, óleo e qualquer outra partícula que não seja metálica.
- Não é necessário encostar o metal no sensor, basta aproximar.
- É compatível com CLP.
Composição
Internamente ele é composto principalmente por uma bobina, um oscilador e um transistor. Externamente ele contém um corpo com uma rosca e arruelas para fixá-lo em uma superfície furada. Também existe um campo para as suas especificações. Alguns modelos possuem a saliência, isso se deve ao fato deles terem maior alcance que os demais. Dentro do cabo existem de dois a quatro fios, alguns deles são a entrada de energia elétrica, outros são a saída do sensor que acionará algum dispositivo externo quando ocorrer a atuação.
Atuação
Quando energizamos a bobina e o oscilador, é gerado um campo magnético. Ao aproximar um objeto metálico, o campo magnético sofre uma alteração e então o circuito interno do sensor detecta essa mudança e aciona a saída usando o transistor, esse processo é chamado de atuação.
NA vs NF
O transistor faz o mesmo papel do relé, por isso podemos dizer que o sensor possui um contato que pode ser NA (normalmente aberto) ou NF (normalmente fechado). Se o sensor possuir um contato NA, então ao chegar o metal perto do campo magnético o contato vai fechar e acionar a saída, e se o contato for NF a saída estará inicialmente acionada e ao aproximar o objeto do sensor o contato abre e a saída desliga. Ao remover o objeto de perto do sensor os contatos voltam ao estado inicial.
A diferença entre o sensor e o relé é que os contatos do sensor não são isolados, isso quer dizer que eles já são alimentados internamente com a tensão do sensor, então a saída do sensor vai fornecer tensão para você usar em algum componente. A configuração NPN quer dizer que o negativo será fornecido na saída. Enquanto que a configuração PNP significa que o positivo será fornecido na saída. Para facilitar basta olhar a primeira das três letras, P fornece positivo, N fornece negativo.
Energização
Agora que você já sabe como o sensor funciona por dentro, é hora de aprender como energizá-lo corretamente. Explicaremos a seguir qual a maneira correta de fazer isso com os principais tipos de sensores indutivos existentes. Lembrando que existem sensores de corrente contínua e alternada, e cada um será detalhado separadamente. Mas antes de continuar é importante observar que:
- As cores dos fios do sensor indutivo são padronizadas atualmente (marrom, azul e preto), mas se você encontrar um sensor mais antigo as cores podem alterar, se esse for o seu caso leia atentamente as especificações de cores do seu sensor.
- Vamos utilizar um sinalizador para exemplificar, mas você pode ligar outros componentes nas suas aplicações.
- Nos exemplos de corrente contínua, considere que o sinalizador é de corrente contínua e nos de corrente alternada considere que o sinalizador é compatível com corrente alternada.
Sensor indutivo de 2 fios (corrente contínua)
Esse sensor possui um contato que pode ser NA ou NF, e dois fios que representam o positivo (marrom) e negativo (azul). Veja a imagem:
O quadrado representa o sensor, dentro dele observe o símbolo do contato NA. Quando o objeto metálico se aproximar do sensor, o contato fecha e possibilita a conexão entre positivo e negativo da fonte fazendo com que o sinalizador acenda.
Sensor indutivo de 2 fios (corrente alternada)
Assim como o anterior este possui dois fios, mas como estamos usando corrente alternada então não precisamos nos preocupar com positivos e negativos. Veja o exemplo:
A direita vemos a alimentação alternada. Ao aproximar o objeto, o contato NA vai fechar e ocorrerá a conexão entre AC1 e AC2, fazendo o sinalizador acender.
Sensor indutivo de 3 fios (corrente contínua)
Este sensor possui um fio a mais somente para conectar o sinalizador. Esse modelo de três fios foi desenvolvido porque no anterior de dois fios existia um problema, mesmo que o contato estivesse aberto ainda podia fluir uma corrente residual, ou seja, um pequeno valor de corrente ainda fluiria pelo sensor podendo causar resultados inesperados em alguns projetos. Vamos exemplificar usando primeiro um sensor NPN.
No exemplo observe que o contato NA está entre o fio azul (negativo) e o fio preto (saída), colocamos assim para mostrar que o sensor é NPN e fornece o negativo na saída quando o objeto se aproxima dele fazendo o sinalizador acender. Se fosse um contato NF, o contrário aconteceria e o sinalizador apagaria quando o metal se aproximasse. Agora vamos estudar o sensor PNP.
Note que o contato NA está posicionado entre o fio marrom (positivo) e o fio preto (saída). Como a configuração é PNP, então ele fornece positivo na saída quando o contato fecha.
Sensor indutivo de 4 fios (corrente contínua)
Os sensores de quatro fios tem o funcionamento idêntico ao de três fios, mas eles possuem um contato NA e um NF no mesmo sensor, por isso um fio a mais, dessa forma este sensor possui duas saídas. A cor do fio NA continua sendo preto, e do NF costuma ser branco ou cinza. Primeiramente vamos estudar o sensor NPN.
O que mudou foi que agora o contato NA está entre o fio marrom (positivo) e o fio preto (primeira saída), e o fio NF está entre o fio marrom e o fio cinza (segunda saída). Observe que ambos os contatos fornecem positivo na saída.
Detalhes adicionais
Os sensores indutivos de corrente alternada quase sempre possuem dois fios, em alguns casos eles tem um fio verde/amarelo usado para aterramento, mas a ligação desses sensores é sempre a mesma do de dois fios.
Agora que você já sabe como funciona um sensor indutivo, já pode aplicá-lo em seus projetos.
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Artigo muito bem escrito
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