TRANSDUTORES E AQUISIÇÃO DE DADOS
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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 E AQUISIÇÃO DE DADOS
TRANSDUTORES ELÉCTRICOS
Células de carga
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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS
Inclinómetros
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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS
Anemómetros
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TRANSDUTORES E AQUISIÇÃO DE DADOS
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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TRANSDUTORES E AQUISIÇÃO DE DADOS
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