Transdutores indutivos_http indutivos.pdf
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1Transdutores Indutivos de Deslocamento - LVDT
Prof. Dr. Gustavo Daniel Donatelli
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2Contedos
z Princpio de funcionamentoz Aspectos metrolgicos
z Fatores de seleoz Aplicaes prticas
z Estudo de caso
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3O princpio de funcionamento
Ual
Usada
xiHaste no magntica
Ncleo magnticoCarcaa
ou corpo
O transdutor linear indutivo de deslocamento (LVDT - Linear Variable DifferencialTransducer) um dispositivo eletromecnico que produz uma sada eltrica proporcional ao deslocamento de um ncleo ferro-magntico mvel.
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4O princpio de funcionamento
z Tenso de alimentao senoidal ( 3 a 15) V de amplitude;z As duas bobinas secundrias possuem tenses com a
mesma freqncia da alimentao;z A amplitude varia com a posio do ncleo;z A tenso de sada dada pela diferena entre as tenses
nas duas bobinas secundrias;z Quando as secundrias esto conectadas em srie de forma
oposta h uma posio na qual a tenso de sada nula.
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5O princpio de funcionamento
Carcaa de ao inox Bobina
secundria 2
Bobina primria
Ncleo ferro-
magntico
Bobina secundria
1
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6O princpio de funcionamento
z Identifica-se uma no-linearidade para uma determinada faixa de tenses;
z O sistema calibrado na regio onde a no linearidade nfima;
z No caso de medies lineares recomenda-se que o zero do transdutor coincida com o valor nominal da caracterstica a ser medida.
Faixa de operao ampliada
Faixa nominal de operao
Posio do ncleo (%
do nominal)
T
e
n
s
o
(
V
)
-
7Variantes do sistema bsico
Ual
U
s
a
d
a
HBT (Half BridgeTransducer
U
s
a
d
a
Ual
U
s
a
d
a
LVDT (Linear VariableDifferential Transducer
UalUs
a
d
a
VLDT (Very Linear Differential Transducer)
Fonte: Mahr
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8Condicionamento de sinal
z Transdutores indutivos normalmente requerem sistemas especiais de condicionamento de sinal;
z Esses sistemas podem ser internos ou externos;z Alguns transdutores possuem sistemas dedicados.
Fonte: NationalInstruments
Oscilador
Detector defase
Amplificador e filtro DCAC
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9Aspectos metrolgicos
z Faixa de medio < 1mz Resoluo > 0,1m (depende da faixa de medio)z Fontes de incerteza:
3 Repetitividade;3 Histerese;3 No linearidade;3 Sensibilidade;3 Fator de escala;3 Amplitude.
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Fatores de seleo
z Determinar o tipo de deslocamento;3 Rotao, linear...
z Considerar o acoplamento do transdutor;3 Buchas especiais, parafusos...
z Condies de vibrao;3 Qual o nvel de vibrao?
z Impacto;z Variaes extremas de temperatura;
3 Atentar para as especificaes do transdutor...
z Resistncia a corroso;3 Analisar o ambiente de utilizao...
z Tempo de vida do transdutor.
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Alguns exemplos
Fonte: Space Age Control
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Medio com TIDs
Fonte: Marposs
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Comparao com transdutores pneumticos
Vantagens Desvantagens
Flexibilidade quanto aplicao Medio com contato
Medio sem contato (no deforma) Faixa de medio pequena
Tempo de vida longo Aplicabilidade limitada
Projeto robusto No linearidades
Baixo custo
Medio confivel de peas sujas
Necessidade de unidade de ar comprimido
Transdutores indutivos
Transdutores pneumticos
Fonte:Mahr
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Estudo de caso
Chapa de proteo
ArrastePinho
Face externa
Altura de interesse
Superfcie do fundo
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Estudo de caso
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Estudo de caso
TransdutoresTampa do corpo
Buchas
Haste do suporte dos transdutores
Esfera
Buchadeslizante
Mola
Suporte dos transdutores
3 apoios de referncia
TransdutoresTampa do corpo
Buchas
Haste do suporte dos transdutores
Esfera
Buchadeslizante
Mola
Suporte dos transdutores
3 apoios de referncia
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Estudo de caso
Transdutor adotado: Marpos HBT (3) com EasyBox
HBTPonta plana
Cabo perpendicularCurso
= 4 mm
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18
Estudo de caso
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19
Estudo de caso
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20
Estudo de caso
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21
Sistemas de medio com TIDs
Fonte: Mahr
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Aplicaes na construo civil
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Referncias
1. Space Age Control, Air Data and Displacement Sensors for a Demanding World, (Disponvel em www.spacegagecontrol.com)
2. National Instruments, Measuring Position and Displacement with LVDTs, (Disponvel em http://www.ni.com)
3. Department of Transportation of California (Caltrans), Data Aquisition, (Disponvel em http://www.dot.ca.gov/hq/esc/ttsb/instrumentation/data_acquisition.htm)
4. RDP Group, Displacment Transducers, (Disponvel em http://www.rdpe.com/displacement/menu-displacement.htm)