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DECivilDECivilDECivilDECivil TRANSDUTORESTRANSDUTORESEE

AQUISIAQUISIÇÇÃO DE DADOSÃO DE DADOS

DECivilDECivilDECivilDECivil

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.)

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DECivilDECivilDECivilDECivil CARACTERÍSTICAS DOS TRANSDUTORES


• 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, ...)

DECivilDECivilDECivilDECivil GRANDEZAS MEDIDAS EM ENGENHARIA CIVIL

• Deslocamentos

• Extensões

• Forças / pressões

• Temperaturas


•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.


RESOLUÇÃO, PRECISÃO E SENSIBILIDADE


• 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


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


PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTODE TRANDUTORES DE ENGENHARIA CIVIL


• 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


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



TRANSDUTORES MECÂNICOS

Célula de carga de anel

Teodolito, nível

Fita métrica

Célula de carga de anel

Régua

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TRANSDUTORES ELÉCTRICOS

Extensómetros

DECivilDECivilDECivilDECivil EXTENSOMETRIAEXTENSOMETRIA

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K =∆∆∆∆R/R

∆∆∆∆L/LK =

∆∆∆∆R/R

εεεε

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

εεεε = ∆∆∆∆R/R / K


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




Extensómetros de corda vibrante

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Deflectómetros eléctricos




Acelerómetros

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Células de carga




Inclinómetros

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Anemómetros



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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Data logger portátil com ou sem mostrador




Data logger multicanal

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Data logger para monitorização de estruturas




Registadores de papel

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Programas de controlo

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