ANÁLISE DE PROJETOS CÉLULAS DE CARGA

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1 NÁISE DE POJETOS CÉUS DE CG

2 Meição e Força Forma: Direta: comparação através e balanças e alavancas com peso morto Inireta: a partir a meição e outras granezas (eformações, velociae acústica, aceleração, etc) Métoos para meições iniretas: Hiráulicos: convertem força em variação e pressão; Óticos: interferometria, ifratômetros; cústicos: extensômetro e cora vibrante; Elétricos: utilizam sensores e eslocamento (capacitivos ou meem relutância) ou resistivos (EEs) Magnetoelásticos: materiais ferromagnéticos variam imensões quano magnetizaos ou muam permeabiliae magnética quano eformaos; Piezoelétricos: cristais piezoelétricos geram carga elétrica quano eformaos e vice-versa

3 Células e Cargas Transutores: são instrumentos que transformam algum tipo e sinal neles inuzio pela quantiae a ser meia num outro sinal que poe ser meio e registrao Células e carga: são transutores e força que utilizam extensômetros e resistência elétrica como elementos sensores Elementos e uma célula e carga: Elemento e mola: material e geometria rigiez K Sensor: por exemplo, extensômetro e resistência elétrica Circuito e conicionamento o sinal o sensor: por exemplo, ponte e Wheatstone Circuito e inicação o sinal o transutor Circuito e zeragem inicial e circuito e calibração

4 Extensômetros e esistência Elétrica Princípio básico os EEs sensibiliae à eformação os fios metálicos conutores Diâmetro D Área Comprimento 1

5 K c K c c c V V V V mas Brigeman e constan te a é c one V V c Brigeman Seguno Poisson e coeficiente o é one D D mas D D DD D x y 4 4 Equação funamental para os EEs

6 K f i ln eformações, pequenas para e Kln ln constante, K para K K K K, c se que Notar c K i f i f i f 1 1 1

7 Material Composição K plicação Materiais para EEs vance ou Constantan 45% Ni 55% Cu 1 Uso geral K é constante até 8% Karma 74% Ni 0% Cr 3% l 3% Fe 0 Melhor compensação e temperatura, resistência à faiga e estabiliae Isoelastic 36% Ni 8% Cr 05% Mo 555% Fe 36 Uso geral Mais sensível à temperatura Nichrome Platina- Tungstênio rmour D 80% Ni 0% Cr 1 9% Pt 8% W 40 70% Fe 0% Cr 10% l 0 Para trabalhos a altas temperaturas esistentes à oxiação

8 EEs típicos x Superfície o componente que está sob eformação Camaas e proteção: verniz, epóxi, borracha TV, massa 3M Elemento sensor e eformação Conutor, só sente e mee eformação na sua ireção longituinal, x y y Base o EE, para resistência e rigiez para manuseio, feita e papel, resina epóxi ou fenólica ou poliimia Terminal para conectar por sola o EE ao cabo conutor x esivo: cianoacrilato, resina epóxi, cola cerâmica Cabo conutor para levar sinal elétrico ao conicionaor e sinais, WG 4-8

9 1+1 + D C B E V equação básica para uma ponte e Wheatstone inicialmente balanceaa é: e pequenos valores e r r r V E Ponte e Wheatstone

10 Ponte e Wheatstone igações típicas para células e cargas Ponte Completa Esforço Normal ou Flexão Compensação Elétrica o Efeito e Temperatura Ponto 1 T B Ponto T C lém e obrar a resposta e uma ligação em meia ponte, a ligação em ponte completa também elimina eletricamente a influência: a temperatura na resposta os EEs e e efeitos espúrios e outros esforços com relação àqueles que são o objetivo principal e meição Pontos 1 e 3 D Ponto 4 T Ponto 3 T P P X Pontos e 4 M Pontos 1 e 3 Pontos e 4 Z Y M X Tração y x V K E 1 4 Flexão E V K V K E V K 1 E

11 Elementos e Mola Carregamento e geometria rigiez K Características necessárias: Suportar o carregamento e proporcionar eformação aequaa para ser meia (ou eslocamento aequao para ser meio) Ter comportamento linear elástico Ter estabiliae com temperatura e tempo Geometria/carregamento evem ser tais que relação entre a força a ser meia e qualquer outro sinal evio a solicitações espúrias eve ser muito alta Tipos básicos: Tração, compressão: cargas granes Flexão: cargas pequenas Cisalhamento: cargas méias (porém vantagem está na eliminação e sinais espúrios evio à posição a carga) Tipos Coluna, haste trativa; Viga em flexão - engastaa, bi-engastaa, anel, placa; Cisalhamento: coluna, viga, placa

12 Elementos e Mola - Exemplos Flexão

13 Elementos e Mola - Exemplos Flexão - nel

14 Elementos e Mola - Exemplos Flexão

15 Flexão Elementos e Mola - Exemplos

16 Elementos e Mola - Exemplos Flexão

17 Elementos e Mola - Exemplos Coluna

18 Elementos e Mola - Exemplos Coluna

19 Elementos e Mola - Exemplos Cisalhamento

20 Elementos e Mola - Exemplos Cisalhamento

21 Elementos e Mola Exemplos e plicação

22 Elementos e Mola Exemplos e plicação

23 Elementos e Mola Exemplos e plicação

24 Elementos e Mola Exemplos e plicação

25 Sistemas e Meição e Transutores Outros Tópicos Meição e Torque Meição e Pressão Transmissão e Sinais para Componentes Girantes Minimizano o Erro e Transutores Calibração e Transutores esposta e Freqüência e Transutores Forçamento tipo rampa Forçamento perióico Materiais para Transutores Transutores Baseaos em Fibras Óticas Princípios e Metrologia Valor veraeiro Erro, incerteza Exatião epetibiliae, Fieliae, eproutibiliae esolução Sensibiliae Desvio e zero, eriva e zero Bibliografia