Sensores de pressão
Sensores de pressão são geralmente usados para medir a pressão de gases ou líquidos. Normalmente, um sensor de pressão atua como um transdutor. Ele gera a pressão em sinal elétrico analógico ou digital. Existe também uma categoria de sensores de pressão que são classificados em termos de pressão, alguns deles são sensores de pressão absoluta, sensores de pressão manométrica. Há também um tipo de sensor de pressão que permite saber quando seu carro está com pouca gasolina ou óleo.
Sensores de pressão são transdutores típicos que detectam a pressão e a convertem em parâmetros de sinais elétricos. Exemplos típicos de sensores de pressão são medidores de tensão, sensores de pressão capacitivos e sensores de pressão piezoelétricos. Os medidores de tensão trabalham com o princípio de mudança na resistência com aplicação de pressão, enquanto os sensores de pressão piezoelétricos trabalham com o princípio de mudança na tensão através do dispositivo na aplicação de pressão.
Diagrama do circuito do sensor de pressão:
A seguir está o diagrama de circuito de um medidor de pressão baseado em microcontrolador PIC:
O circuito envolve os seguintes componentes:
- Um microcontrolador PIC que obtém a entrada do sensor de pressão e, consequentemente, fornece a saída para o painel de exibição de 4 sete segmentos.
- Um sensor de pressão de 6 pinos IC MPX4115 que é um sensor de pressão de silicone e fornece um sinal de saída analógico alto.
- 4 monitores de sete segmentos recebendo entrada do microcontrolador PIC e acionados por cada transistor.
- Um arranjo de cristal para fornecer entrada de relógio para o microcontrolador.
Operação do sensor de pressão:
O vídeo acima descreve como o sensor de pressão é conectado ao microcontrolador para exibir o valor da pressão em um display de sete segmentos. O sensor de pressão consiste em 6 pinos e é conectado a uma fonte de 5V.
O pino 3 é conectado à fonte de alimentação, o pino 2 é aterrado e o pino 1 é conectado ao pino RA0 / AN0 do microcontrolador como uma entrada analógica. Para exibir os valores aqui, usamos um display de 4 dígitos e sete segmentos, que é acionado por uma configuração de ânodo comum de quatro transistores.
Aqui, o sensor de pressão de 28,50 PSI é conectado ao microcontrolador, portanto, quando podemos alterar o valor do sensor para baixo ou alto, o microcontrolador detecta esses valores e exibe no display de sete segmentos.
Se este valor de pressão ultrapassar seus níveis limites, o microcontrolador dará um alarme ao usuário. Desta forma, pode-se fazer a interface de qualquer tipo de sensor com o microcontrolador para monitorar, processar e exibir os valores em tempo real.
Aplicações do sensor de pressão:
Existem muitas aplicações para sensores de pressão, como sensor de pressão, sensor de altitude, sensor de fluxo, sensor de linha ou de profundidade.
- Também é usado em tempo real, alarmes de carros e câmeras de tráfego usam sensores de pressão para saber se alguém está em alta velocidade.
- Sensores de pressão também são usados em telas de toque para determinar o ponto de aplicação de pressão e dar instruções adequadas ao processador.
- Eles também são usados em ventiladores e monitores digitais de pressão arterial.
- A aplicação industrial de sensores de pressão envolve o monitoramento de gases e sua pressão parcial.
- Eles também são usados em aviões aeroplanos para fornecer equilíbrio entre a pressão atmosférica e o sistema de controle.
- Eles também são usados para determinar a profundidade dos oceanos em caso de operações marítimas para determinar as condições operacionais adequadas para os sistemas eletrônicos.
Um exemplo de sensor de pressão - transdutor piezoelétrico
Transdutor piezoelétrico é um dispositivo de medição que converte pulsos elétricos em vibrações mecânicas e vice-versa. Cristal de quartzo piezoelétrico e efeito piezoelétrico são as duas coisas necessárias para entender sobre os transdutores piezoelétricos.
Cristal de quartzo piezoelétrico:
Um cristal de quartzo é um material piezoelétrico. Ele pode gerar a voltagem quando algum estresse mecânico é aplicado ao cristal. O cristal piezoelétrico se curva em diferentes direções em diferentes valores de frequências. Isso é chamado de modo de vibração. Para alcançar diferentes modos de vibração, o cristal pode ser feito em diferentes formas.
Efeito piezoelétrico:
O efeito piezoelétrico é a geração de carga elétrica em certos cristais e cerâmicas devido ao estresse mecânico aplicado sobre eles. A taxa de geração de carga elétrica é proporcional à força aplicada sobre ela. O efeito piezoelétrico também funciona na ordem inversa, de modo que quando a tensão é aplicada ao material piezoelétrico, ele pode gerar alguma energia mecânica.
Os transdutores piezoelétricos podem ser usados em microfones devido à sua alta sensibilidade, onde convertem a pressão do som em voltagem. Eles podem ser usados em acelerômetros, detectores de movimento e como detectores e geradores de ultrassom. A propagação do ultrassom não é afetada no material por sua transparência.
Inscrição:
Os transdutores piezoelétricos podem ser usados como atuadores e sensores. O sensor transforma a força mecânica em pulsos de tensão elétrica e o atuador converte os pulsos de tensão em vibrações mecânicas. Sensores piezoelétricos podem detectar desequilíbrios de peças rotativas da máquina. Eles podem ser usados na medição de nível ultrassônico e medição de aplicações de taxa de fluxo. Além das vibrações para detectar desequilíbrios, eles podem ser usados para medir níveis ultrassônicos e taxas de fluxo.
Sensor de umidade
Um sensor de umidade detecta a umidade relativa. Isso implica que ele mede a temperatura e a umidade do ar. A detecção de umidade é essencial em sistemas de controle em indústrias e também em residências. Eles são projetados para alto volume, aplicações sensíveis a custos, por exemplo, automação de escritório, controle de ar automotivo, eletrodomésticos e sistemas de controle de processos industriais e também em aplicações onde a compensação de umidade é necessária. Os sensores de umidade são geralmente do tipo capacitivo ou resistivo.
A resposta dos sensores capacitores é mais linear em comparação com os sensores resistivos. Sensores capacitivos são adicionalmente utilizáveis em toda a faixa de 0 a 100 por cento de umidade relativa (RH), onde o elemento resistivo é normalmente limitado a cerca de 20 a 90 por cento de umidade relativa (RH). Aqui vamos discutir sobre o sensor capacitivo.
Um sensor de umidade capacitivo muda sua capacitância com base na UR do ar circundante. A constante dielétrica do sensor muda com o nível de umidade de uma forma que pode ser medida. A capacitância aumenta com a umidade relativa.
Sensor de umidade
Características:
- Alta confiabilidade e estabilidade de longo prazo.
- É usado em circuitos com saída de tensão ou frequência.
- Componente sem chumbo. Componentes isentos de chumbo.
- Mudança instantânea para dessaturar da fase de saturação.
- Tempo de resposta rápido.
Especificações:
- Requisitos de alimentação: 5 a 10 VCC.
- Comunicação: Componente Capacitivo.
- Dimensões: 0,25 x 0,40 pol. De diâmetro (6,2 x 10,2 mm de diâmetro).
- Faixa de temperatura operacional: -40 a 212 ° F (-40 a 100 ° C).
Os sensores de umidade têm uma ampla gama de aplicações, como aplicações industriais e domésticas, aplicações médicas e são empregados para fornecer uma indicação dos níveis de umidade no ambiente.
A medição da umidade é difícil. Geralmente, a umidade do ar é medida como a fração da quantidade máxima de água que o ar pode absorver em uma determinada temperatura. Em condições atmosféricas e a uma determinada temperatura, essa fração pode variar entre 0 e 100%. Esta umidade relativa só é válida em uma determinada temperatura e pressão atmosférica. Portanto, é importante que um sensor de umidade não seja afetado pela temperatura ou pressão.
Circuito do sensor de umidade
A corrente que passa pelo termistor faz com que ele aqueça, aumentando assim sua temperatura. A dissipação de calor é maior no termistor selado em comparação com o termistor exposto devido à diferença na condutividade térmica do vapor d'água e do nitrogênio seco. A diferença de resistência dos termistores é proporcional à umidade absoluta.
Sensor de gás:
Os sensores de gás são um componente básico em muitos sistemas de segurança e metodologia moderna, fornecendo feedback de controle de qualidade chave para o sistema. E estes estão disponíveis em especificações amplas, dependendo dos níveis de sensibilidade, tipo de gás a ser detectado, medições físicas e vários elementos diferentes.
Os sensores de gás geralmente funcionam com bateria. Eles transmitem avisos por meio de uma série de sinais audíveis e visíveis, como alarmes e luzes intermitentes, quando níveis perigosos de vapores de gás são identificados. Outro gás é usado como ponto de referência pelo sensor, pois mede a concentração do gás.
Sensor de Gás
O módulo sensor é composto por um exoesqueleto de aço sob o qual um componente sensor é alojado. Este componente de detecção está sujeito à corrente por meio de cabos de conexão. Esta corrente é conhecida como corrente de aquecimento, através dela os gases que se aproximam do componente de detecção ficam ionizados e são absorvidos pelo componente de detecção. Isso muda a resistência do componente de detecção, que altera o valor da corrente que sai dele.
Características:
- Desempenho estável, longa vida, baixo custo.
- Circuito de acionamento simples.
- Resposta rápida.
- Alta sensibilidade a gás combustível em ampla faixa.
- Desempenho estável, longa vida, baixo custo.
Os detectores de gás podem ser usados para detectar gases queimáveis, inflamáveis e tóxicos e o consumo de oxigênio. Este tipo de dispositivo é amplamente utilizado na indústria e pode ser encontrado em uma variedade de áreas, por exemplo em plataformas de petróleo, para filtrar formas de produção e tecnologias emergentes, como a fotovoltaica. Eles também podem ser usados no combate a incêndios.
O sensor de gás é adequado para a detecção de gases combustíveis, por exemplo, hidrogênio, metano ou propano / butano (GLP).
Circuito Sensor de Gás
Quando gases combustíveis ou redutores entram em contato com o elemento de medição, eles são submetidos à combustão catalítica, que provoca um aumento de temperatura que provoca uma mudança na resistência do elemento. A mudança na resistência do sensor é obtida como a mudança da tensão de saída através do resistor de carga (RL) em série com a resistência do sensor (RS). A concentração do gás em teste é determinada pela mudança na condutividade quando a superfície do sensor absorve os gases redutores. A saída constante de 5 V da placa de aquisição de dados está disponível para o aquecedor do sensor (VH) e para o circuito de detecção (VC).
Agora você tem uma ideia sobre os tipos de sensor e suas aplicações, se tiver alguma dúvida sobre este assunto ou sobre o sistema elétrico e projetos eletrônicos deixe os comentários abaixo.
Um circuito de trabalho típico
