TRANSDUTORES E AQUISIÇÃO DE DADOS

DECivil TRANSDUTORESTRANSDUTORESEE

AQUISIÇÃO DE DADOSAQUISIÇÃO DE DADOS

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O QUE É UM TRANSDUTOR?

TRANSDUTORES E AQUISIÇÃO DE DADOS

Exemplos:• Deflectómetro• Extensómetro• Termómetro de mercúrio• Marcador de pH• ...

Aparelho de medida que transforma uma grandeza física / química (temperatura, deslocamento, alcalinidade, etc.) num sinal mensurável (sinal eléctrico, ponteiro rotativo, escala graduada, número em mostrador digital, etc.)

DECivil CARACTERÍSTICAS DOS TRANSDUTORES

TRANSDUTORES E AQUISIÇÃO DE DADOS

• Transdutores mecânicos (Ex: balança de pratos, deflectómetro mecânico, célula de carga de anel, etc)

• Transdutores eléctricos (Ex: acelerómetro piezoeléctrico, deflectómetro eléctrico, termopar, etc)

• Transdutores químicos (fenolftaleína, fita colorimétrica de pH, ...)

DECivil GRANDEZAS MEDIDAS EM ENGENHARIA CIVIL

• Deslocamentos

• Extensões

• Forças / pressões

• Temperaturas

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•Acelerações / velocidades

• Rotações, inclinações

• Alcalinidade

• ...

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• Resolução• Mínima variação incremental que pode ser lida (ex.: numa régua graduada, a resolução habitual é de 1 mm).

• Precisão• Máxima diferença possível (em percentagem) que pode existir entre o valor efectivo (real) e o valor medido. Geralmente é referida ao valor nominal (capacidade) do transdutor. A precisão (em %) geralmente aumenta quando diminui o valor medido. A precisão depende da resolução e da calibração do aparelho.

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RESOLUÇÃO, PRECISÃO E SENSIBILIDADE

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• Sensibilidade

1) Mínimo valor (ou mínima variação) da grandeza medida que produz uma leitura mensurável.

2) Valor de saída eléctrica do transdutor (em mV/V, por exemplo) correspondente à sua capacidade máxima.Ex.: Célula de carga 40 kN com sensibilidade de 3,2 mV/V

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RESOLUÇÃO, PRECISÃO E SENSIBILIDADE

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• Transdutores resistivos• Baseados na variação de resistência eléctricaEx: extensómetros e transdutores baseados em extensómetros, como células de carga, deflectómetros, etc.

• Transdutores indutivos• Baseados na variação de tensão gerada em bobines atravessadas por um núcleo de ferroEx.: LVDT, Linear Variable Differential Transformers

• Transdutores piezoeléctricos• Sensores baseados em cristais piezoeléctricos, que geram uma corrente eléctrica proporcional à pressão /deformação Ex.: Acelerómetros, células de carga

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PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTODE TRANDUTORES DE ENGENHARIA CIVIL

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• Transdutores termoeléctricos• Baseados na variação de tensão entre dois materiais em função da temperaturaEx: Termopares

• Transdutores de corda vibrante• Baseados na variação de frequência de uma corda em função da tensão / deformação a que está sujeitaEx.: Extensómetros de corda vibrante, sensores de temperatura

• Transdutores de fibra óptica• Sensores baseados na variação da velocidade da luz na fibra óptica, que varia com o seu estado de tensão / deformação Ex.: Extensómetros, sensores de temperatura

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PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTODE TRANDUTORES DE ENGENHARIA CIVIL

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TRANSDUTORES MECÂNICOS

Deflectómetros mecânicos

Níveis de bolha de água

Óculo de fendas, régua de fendas

Deflectómetros mecânicos

Réguas de fendas

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TRANSDUTORES MECÂNICOS

Célula de carga de anel

Teodolito, nível

Fita métrica

Célula de carga de anel

Régua

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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS

Extensómetros

DECivil EXTENSOMETRIAEXTENSOMETRIA

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K =R/R

L/LK =

R/R

Gauge factor K

Na maioria dos extensómetros de condutor pelicular o gauge factor K tem valor próximo de 2.0.Além da expressão teórica, válida para um filamento, o valor de K é afectado também pelas concordâncias entre elementos rectos, pelo facto de os condutores serem peliculares em vez de circulares, etc.

EXTENSOMETRIA

= R/R / K

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MONTAGEM DOS EXTENSÓMETROS

EXTENSOMETRIA

ESCOLHA DO EXTENSÓMETRO

REMOÇÃO DE TINTA E LIMPEZA

MARCAÇÃO DA POSIÇÃO

DESENGORDURAMENTO (acetona)

COLAGEMAs colas devem:.Transmitir as extensões sem distorção. Não deteriorar os extensómetros. Garantir isolamento

Tipos:. Colas orgânicas. Colas cerâmicas

SOLDADURA DOS TERMINAIS

PROTECÇÃOCritérios: Temperatura, Ambiente, Duração do ensaio, Acesso posteriorMateriais: Colas, neoprene, ceras, resinas, borrachas

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MEDIÇÃO DE 1 EXTENSÓMETRO

EXTENSOMETRIA

CONSOLA COM 1 EXTENSÓMETRO

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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS

Extensómetros de corda vibrante

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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS

Deflectómetros eléctricos

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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS

Acelerómetros

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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS

Células de carga

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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS

Inclinómetros

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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS

Anemómetros

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AQUISIÇÃO DE DADOS

Características dos aparelhos de aquisição de dados

- Número de canais- Tipo de canais (resistivos, indutivos, termopares, DCV, …)- Taxa de aquisição- Tipo de varrimento (sequencial ou simultâneo)- Controlo (programável, programa dedicado, LabView)- Registo (em computador, em disco / cartão, em papel)- Visualização (mostrador digital, computador,…)-

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AQUISIÇÃO DE DADOS

Data logger portátil com ou sem mostrador

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AQUISIÇÃO DE DADOS

Data logger multicanal

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AQUISIÇÃO DE DADOS

Data logger para monitorização de estruturas

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AQUISIÇÃO DE DADOS

Registadores de papel

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AQUISIÇÃO DE DADOS

Programas de controlo