🔌 Módulo 02 — Componentes
Sensores e Transdutores
1. Sensor × Transdutor × Transmissor
Estes três termos são frequentemente confundidos. Entenda a diferença:
| Elemento | Função | Exemplo |
|---|---|---|
| Sensor | Detecta a variável física diretamente | Termopar, RTD, Bourdon |
| Transdutor | Converte energia de um tipo para outro | Piezoelétrico, LVDT |
| Transmissor | Processa e envia o sinal (4-20mA / digital) para o sistema de controle | Rosemount 3051, Yokogawa EJX |
Na prática
O transmissor moderno integra sensor + eletrônica de processamento + comunicação em uma única carcaça. Porém, em provas e normas, a distinção conceitual ainda é exigida.
2. Princípios de Transdução
| Princípio | Grandeza Medida | Exemplo de Aplicação |
|---|---|---|
| Resistivo (piezoresistivo) | Pressão, força | Transmissor de pressão de silício |
| Capacitivo | Pressão, nível, umidade | DP Cell capacitivo |
| Indutivo / LVDT | Deslocamento, posição | Válvulas de controle (posicionador) |
| Termoelétrico | Temperatura | Termopar (efeito Seebeck) |
| Resistivo térmico | Temperatura | PT100/PT1000 (RTD) |
| Ultrassônico | Nível, vazão, espessura | Medidores ultrassônicos |
| Eletromagnético | Vazão de fluidos condutivos | Vazão-EM (Endress+Hauser, Krohne) |
| Coriolis | Vazão mássica, densidade | Micro Motion, Endress Promass |
3. Características Estáticas dos Instrumentos
- Faixa (Range): intervalo de medição do instrumento
- Span: diferença entre URV e LRV
- Exatidão: grau de concordância com o valor verdadeiro
- Repetibilidade: capacidade de reproduzir a mesma leitura nas mesmas condições
- Histerese: diferença entre leituras no sentido ascendente e descendente
- Linearidade: proximidade da curva real à curva ideal (reta)
- Sensibilidade: variação da saída por variação unitária da entrada
- Deriva (drift): variação lenta do ponto de zero ou span ao longo do tempo
4. Características Dinâmicas
Descrevem como o instrumento responde a mudanças rápidas na variável medida:
- Tempo de resposta (τ): tempo para atingir 63,2% do valor final após um degrau
- Tempo morto (dead time): atraso antes de qualquer resposta ser observada
- Tempo de acomodação: tempo para estabilizar dentro de ±5% do valor final
Por que isso importa no controle?
Um sensor lento introduz atraso no laço de controle, limitando a agressividade do controlador PID e podendo causar instabilidade se não compensado adequadamente.
5. Certificações para Áreas Classificadas
| Norma / Marca | Região | Descrição |
|---|---|---|
| ATEX (Ex) | Europa | Diretiva 2014/34/UE para atmosferas explosivas |
| IECEx | Internacional | Certificação global baseada nas normas IEC 60079 |
| NEC / FM | EUA | National Electrical Code / Factory Mutual |
| INMETRO (Ex) | Brasil | Baseada nas NBR IEC 60079; obrigatória no Brasil |