Sensores de distância – encontre fabricantes e fornecedores

Os sensores de distância detetam a distância entre um sensor e um objeto, quer sem contacto físico, quer através de medição tátil.

São utilizados para determinar posições, detetar a presença de objetos, monitorizar níveis de enchimento, evitar colisões ou controlar movimentos no âmbito de máquinas e sistemas automatizados.
Dependendo do princípio de medição, os sensores de distância funcionam de forma ótica, acústica, indutiva, capacitiva, magnética ou mecânica. Isto permite-lhes adaptar-se a diferentes materiais, intervalos de medição, requisitos de precisão e condições ambientais.
As aplicações típicas podem ser encontradas na engenharia mecânica e de instalações, na tecnologia de automação, na robótica, na tecnologia de transportadores, na logística de armazéns, na tecnologia automóvel e na garantia de qualidade.
A seguir, é apresentada uma visão geral dos designs típicos, aplicações, vantagens e critérios de seleção importantes para os sensores de distância.

Tipos de sensores de distância

Sensores de distância óticos

Os sensores de distância óticos utilizam luz para determinar a distância até um objeto.
Dependendo do modelo, funcionam com luz laser, luz infravermelha ou luz visível. A distância é determinada através de métodos como a triangulação, a medição do tempo de voo ou a medição por desfasamento de fase.
Os sensores óticos proporcionam frequentemente uma elevada precisão e medições rápidas. São adequados para tarefas de posicionamento, medições de altura, verificações de presença e inspeções de qualidade.
No entanto, a medição pode ser afetada pela cor da superfície, brilho, transparência, luz ambiente ou contaminação.

Sensores de laser

Os sensores a laser são sensores óticos de distância com um ponto de medição particularmente pequeno e claramente visível.
São, por isso, adequados para medições precisas em objetos pequenos, arestas ou áreas de difícil acesso.
Dependendo do alcance de medição e do design, os sensores a laser podem detetar distâncias curtas e longas.
No caso de superfícies refletoras, transparentes ou muito escuras, é necessário verificar se o método de medição selecionado funciona de forma fiável.

Sensores ultrassónicos

Os sensores ultrassónicos emitem impulsos sonoros e medem o tempo que o sinal refletido demora a regressar.
A distância até ao objeto é calculada a partir deste tempo de voo.
Como a medição não depende da cor nem da transparência ótica, os sensores ultrassónicos também são adequados para materiais escuros, brilhantes ou parcialmente transparentes.
São utilizados para a medição do nível de enchimento, deteção de objetos e monitorização de distâncias, entre outras aplicações.
A temperatura, a circulação de ar, as superfícies macias ou as formas desfavoráveis dos objetos podem influenciar o resultado da medição.

Sensores de distância indutivos

Os sensores de distância indutivos detetam a distância até objetos metálicos através de alterações num campo eletromagnético.
Funcionam sem contacto, são robustos e adequam-se bem a ambientes industriais.
As aplicações típicas incluem a deteção da posição de componentes metálicos, a monitorização de elementos de máquinas e a medição de distâncias curtas.
Em comparação com os sensores óticos ou ultrassónicos, o seu alcance de medição é geralmente limitado e depende do material do objeto-alvo.

Sensores de distância capacitivos

Os sensores de distância capacitivos detetam alterações num campo elétrico.
Podem detetar tanto materiais metálicos como não metálicos, incluindo plásticos, vidro, madeira, pós e líquidos.
Isto torna-os adequados para medições de distância, monitorização do nível de enchimento e deteção de camadas finas de material.
A humidade, a contaminação e as alterações nas propriedades do material podem afetar a medição.

Sensores de distância magnéticos

Os sensores magnéticos detetam a posição ou a distância utilizando um campo magnético.
São utilizados, por exemplo, em cilindros, unidades lineares, abas ou componentes móveis de máquinas.
Dependendo do modelo, funcionam com contactos reed, sensores de Hall ou métodos de medição magnetorresistivos.
São particularmente adequados para aplicações em que o objeto a detetar pode ser equipado com um íman.

Sensores de distância mecânicos

Os sensores de distância mecânicos utilizam um elemento de medição tátil.
São utilizados em situações em que o contacto direto é permitido ou especificamente necessário.
Estes sensores podem fornecer informações de deslocamento e posição altamente precisas, mas estão sujeitos a desgaste mecânico.
São adequados para tarefas de inspeção, monitorização de posições finais e medições em superfícies sólidas.

Aplicações dos sensores de distância

Engenharia mecânica e de instalações

Na engenharia mecânica, os sensores de distância detetam a posição de peças de trabalho, ferramentas, corrediças e outros componentes móveis.
Podem monitorizar posições finais, verificar distâncias de usinagem e controlar movimentos no âmbito de processos automatizados.
Os sensores sem contacto são particularmente vantajosos quando são necessárias taxas de ciclo elevadas ou medições sem desgaste.

Tecnologia de automação e montagem

Em sistemas de montagem automatizados, os sensores de distância detetam se os componentes estão corretamente posicionados, totalmente inseridos ou presentes à altura pretendida.
Podem monitorizar os movimentos das pinças, controlar os processos de alimentação e identificar peças com defeito numa fase inicial.
Tempos de resposta curtos e uma ligação fiável ao sistema de controlo são particularmente importantes.

Robótica e tecnologia de manuseamento

Os robôs utilizam sensores de distância para a deteção de objetos, o posicionamento e a prevenção de colisões.
Apoiam os movimentos de aproximação às peças, a deteção de posições de preensão e a monitorização das distâncias de segurança.
Para movimentos dinâmicos, são necessárias medições rápidas e baixa latência.

Tecnologia de transportadores e armazéns

Nos sistemas de transporte, os sensores de distância detetam contentores, embalagens, paletes e outras mercadorias transportadas.
Monitorizam as distâncias entre objetos, detetam congestionamentos e auxiliam no posicionamento em pontos de transferência.
Nos sistemas de armazém, também podem ser utilizados para a medição de altura, verificação da ocupação de locais de armazenamento e prevenção de colisões.

Medição do nível de enchimento

Os sensores de distância determinam a distância entre o sensor e a superfície de um meio.
Este valor pode ser utilizado para calcular o nível de enchimento em recipientes, tanques ou silos.
Os sensores ultrassónicos e óticos são frequentemente utilizados para medições sem contacto.
A adequação depende do meio, das características da superfície, da geometria do recipiente e das condições ambientais.

Inspeção de qualidade e metrologia

Nos sistemas de inspeção e medição, os sensores de distância detetam a altura, a espessura, a planicidade ou a deformação dos componentes.
Podem ser utilizados vários sensores para determinar diferenças, perfis ou paralelismo.
Alta precisão, repetibilidade e processamento estável do sinal são essenciais para estas aplicações.

Tecnologia automóvel e móvel

Os sensores de distância são utilizados em veículos e máquinas móveis para a deteção de obstáculos, posicionamento e monitorização de áreas de movimento.
Nestas aplicações, têm frequentemente de resistir a vibrações, variações de temperatura, humidade e contaminação.

Vantagens dos sensores de distância

• Detecção sem contacto de posições e distâncias

• Desgaste mecânico reduzido

• Medição rápida de objetos em movimento

• Adequação a diferentes materiais e superfícies

• Integração em processos de controlo automatizados

• Monitorização de posições finais, níveis de enchimento e distâncias de segurança

• Elevada repetibilidade quando especificado corretamente

• Detecção de objetos pequenos e pequenas variações de distância

• Apoio ao controlo de qualidade e à monitorização de processos

• Adaptação a intervalos de medição curtos e longos

Critérios de seleção importantes para sensores de distância

Intervalo de medição

O intervalo de medição necessário depende da distância mais curta e da distância mais longa que devem ser detetadas de forma fiável.
Para além da faixa de medição nominal, devem também ser consideradas possíveis tolerâncias, vibrações e variações na posição do objeto.
Um sensor não deve ser utilizado continuamente nos limites extremos da sua gama de medição.

Precisão e repetibilidade

A precisão necessária depende da aplicação.
Para a deteção simples de presença, informações aproximadas sobre a distância são frequentemente suficientes. As tarefas de medição e posicionamento podem exigir uma resolução e repetibilidade significativamente mais elevadas.
A deriva de temperatura, o desvio de linearidade e o ruído de medição também devem ser tidos em conta.

Material e superfície do objeto-alvo

O princípio de medição deve ser adequado ao objeto-alvo.
Os sensores indutivos só são adequados para materiais metálicos. Os sensores óticos podem ser afetados pela cor, brilho ou transparência. Os sensores ultrassónicos requerem uma superfície suficientemente refletora.
Antes da seleção, devem, portanto, ser verificados os materiais, as cores e as superfícies que irão efetivamente ocorrer.

Tempo de resposta e frequência de medição

Objetos em movimento rápido e ciclos de máquina curtos requerem sensores com tempos de resposta curtos e uma elevada frequência de medição.
Uma taxa de medição mais baixa é frequentemente suficiente para níveis de enchimento ou posições que variam lentamente.
O desempenho do sensor deve ser adaptado à velocidade do processo e ao tempo de resposta do sistema de controlo.

Ponto de medição e área de deteção

Os sensores óticos têm um ponto de luz definido, enquanto os sensores ultrassónicos têm, normalmente, uma área de deteção em forma de cone.
A área de medição deve ser concebida de forma a que o objeto pretendido seja detetado de forma fiável, sem detetar também componentes adjacentes.
Um ponto de medição pequeno é particularmente importante para objetos pequenos, espaços estreitos ou superfícies estruturadas.

Condições ambientais

O pó, a humidade, o óleo, a vibração, as flutuações de temperatura e as interferências eletromagnéticas podem afetar a medição.
Os sensores devem, por isso, possuir um grau de proteção adequado, resistência mecânica e resistência à temperatura.
Podem ser necessários materiais especiais para a caixa e homologações específicas para ambientes higiénicos, potencialmente explosivos ou agressivos.

Sinal de saída e interfaces

Dependendo do modelo, os sensores de distância fornecem sinais de comutação, valores de medição analógicos ou dados de processo digitais.
Uma saída binária é frequentemente suficiente para a deteção simples de presença. São necessários valores de medição analógicos ou digitais para a medição contínua da distância.
A interface deve ser compatível com o controlador, a unidade de avaliação ou o ambiente de bus de campo existentes.

Instalação e alinhamento

A posição de instalação influencia a fiabilidade da medição.
O sensor deve ser montado de forma segura e alinhado de modo a que o sinal de medição atinja o objeto-alvo em condições adequadas.
Vibrações, ângulos variáveis ou obstáculos no campo de medição podem causar erros de medição.

Parametrização e diagnóstico

Os sensores ajustáveis permitem adaptar a gama de medição, os pontos de comutação, a filtragem e o comportamento da saída.
A parametrização de fácil utilização simplifica a colocação em funcionamento e o ajuste a produtos em constante mudança.
As funções de diagnóstico podem fornecer alertas precoces sobre contaminação, perda de sinal ou condições de medição inadequadas.

Resumo

Os sensores de distância detetam a distância entre um sensor e um objeto e fornecem informações importantes para o controlo, posicionamento, monitorização e garantia de qualidade.
Dependendo da aplicação, são utilizados princípios de medição óticos, acústicos, indutivos, capacitivos, magnéticos ou mecânicos.
Os principais critérios de seleção incluem o alcance de medição, a precisão, o material do alvo, o tempo de resposta, as condições ambientais e as interfaces.

Os sensores de distância estão disponíveis junto de vários fabricantes e fornecedores. É possível encontrar informações completas sobre fabricantes e fornecedores de sensores de distância de todo o mundo no Exportpages.