Explique o conceito de sensor ativo e sensor passivo, diferenciando-os.
Passo 1
O enunciado pede para explicarmos o que é um sensor ativo e o que é um sensor passivo, e apontar as diferenças entre eles. O conteúdo é de instrumentação e sensoriamento, onde precisamos definir cada tipo de sensor, como eles geram sinais elétricos e em que situações cada um é empregado.
Passo 2
Antes de tudo, vamos lembrar o que é um sensor: é um dispositivo que converte uma grandeza física (temperatura, deslocamento, luz etc.) em um sinal elétrico (tensão, corrente, resistência, carga), que depois pode ser processado por eletrônica ou por um sistema de aquisição de dados.
Passo 3
Sensor passivo
Um sensor passivo produz um sinal elétrico diretamente a partir da grandeza física, sem precisar de alimentação elétrica para gerar esse sinal. Ele apenas “reage” ao estímulo, convertendo energia do próprio fenômeno em sinal. Exemplos clássicos:
– Termopar, que gera uma tensão pela junção de dois metais quando há diferença de temperatura.
– Elemento piezoelétrico, que produz carga elétrica sob deformação mecânica.
– Fotoresistor (LDR), cuja resistência varia conforme a intensidade de luz incidente (a medição da resistência pode até exigir uma ponte, mas a variação vem só da luz).
Um sensor passivo produz um sinal elétrico diretamente a partir da grandeza física, sem precisar de alimentação elétrica para gerar esse sinal. Ele apenas “reage” ao estímulo, convertendo energia do próprio fenômeno em sinal. Exemplos clássicos:
– Termopar, que gera uma tensão pela junção de dois metais quando há diferença de temperatura.
– Elemento piezoelétrico, que produz carga elétrica sob deformação mecânica.
– Fotoresistor (LDR), cuja resistência varia conforme a intensidade de luz incidente (a medição da resistência pode até exigir uma ponte, mas a variação vem só da luz).
Passo 4
Sensor ativo
Um sensor ativo, em contraste, requer energia externa para funcionar: seja para alimentar um circuito interno de preparo de sinal, seja para excitar um elemento sensível. Ele “injeta” energia no sistema ou no elemento sensível e mede como essa energia é modificada pelo fenômeno. Exemplos típicos:
– LVDT (transformador diferencial), que precisa de alimentação CA para gerar campo magnético cujo desequilíbrio indica deslocamento.
– Termistor ou RTD, que necessitam de uma corrente de excitação para medir a variação de resistência com a temperatura.
– Ultrassom, radar ou LiDAR, que emitem um pulso de energia e medem o eco para detectar distância ou velocidade.
Um sensor ativo, em contraste, requer energia externa para funcionar: seja para alimentar um circuito interno de preparo de sinal, seja para excitar um elemento sensível. Ele “injeta” energia no sistema ou no elemento sensível e mede como essa energia é modificada pelo fenômeno. Exemplos típicos:
– LVDT (transformador diferencial), que precisa de alimentação CA para gerar campo magnético cujo desequilíbrio indica deslocamento.
– Termistor ou RTD, que necessitam de uma corrente de excitação para medir a variação de resistência com a temperatura.
– Ultrassom, radar ou LiDAR, que emitem um pulso de energia e medem o eco para detectar distância ou velocidade.
Passo 5
Principais diferenças
. Alimentação:
Passivo – não precisa de fonte para gerar sinal (usa energia do fenômeno).
Ativo – exige fonte externa contínua ou pulsada para excitar o sensor.
. Sinal de saída:
Passivo – geralmente tensão gerada espontaneamente ou variação de impedância sem eletrônica interna.
Ativo – saída muitas vezes já condicionada ou modulada pela excitação (tensão, corrente ou digital).
. Complexidade e custo:
Passivo – costuma ser mais simples e barato, mas pode exigir circuitos de leitura cuidadosos (baixa amplitude, alto ruído).
Ativo – é mais complexo e caro, porém geralmente entrega sinal de maior amplitude e imunidade a ruído.
. Aplicações:
Passivo – medição de temperatura (termopares), pressões dinâmicas (piezoelétricos), luz ambiente (LDR).
Ativo – posicionamento de precisão (LVDT), sensores de proximidade (ultrassom, radar), medidores de fluxo que injetam sinal.
Resposta
Sensor passivo: é o que converte a grandeza física em sinal elétrico usando somente a energia do próprio fenômeno, sem precisar de alimentação externa para gerar esse sinal (ex.: termopar, piezoelétrico, LDR).
Sensor ativo: é o que requer energia externa para excitar o elemento sensível ou alimentar seus circuitos internos, injetando energia e medindo como ela se modifica (ex.: LVDT, RTD, ultrassom, radar).
Sensor ativo: é o que requer energia externa para excitar o elemento sensível ou alimentar seus circuitos internos, injetando energia e medindo como ela se modifica (ex.: LVDT, RTD, ultrassom, radar).