Transdutores Indutivos de Deslocamento - LVDT

Prof. Dr. Gustavo Daniel Donatelli

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ContedosPrincpio de funcionamento Aspectos metrolgicos Fatores de seleo Aplicaes prticas Estudo de caso

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O princpio de funcionamentoHaste no magntica Ual xi

O transdutor linear indutivo de deslocamento (LVDT - Linear Variable Differencial Transducer) um dispositivo eletromecnico que produz uma sada eltrica proporcional ao deslocamento de um ncleo ferro-magntico mvel.

Usada

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Carcaa ou corpo

Ncleo magntico

O princpio de funcionamentoTenso de alimentao senoidal ( 3 a 15) V de amplitude; As duas bobinas secundrias possuem tenses com a mesma freqncia da alimentao; A amplitude varia com a posio do ncleo; A tenso de sada dada pela diferena entre as tenses nas duas bobinas secundrias; Quando as secundrias esto conectadas em srie de forma oposta h uma posio na qual a tenso de sada nula.

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O princpio de funcionamentoBobina primria Carcaa de ao inox Bobina secundria 2

Ncleo ferromagntico

Bobina secundria 1

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O princpio de funcionamentoIdentifica-se uma nolinearidade para uma determinada faixa de tenses; O sistema calibrado na regio onde a no linearidade nfima; No caso de medies lineares recomenda-se que o zero do transdutor coincida com o valor nominal da caracterstica a ser medida.Faixa nominal de operao Faixa de operao ampliada Tenso (V)

Posio do ncleo (% do nominal)

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Variantes do sistema bsico

Usada

Ual Usada

Ual

UsadaVLDT (Very Linear Differential Transducer)

Ual

HBT (Half Bridge Transducer

LVDT (Linear Variable Differential Transducer

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Fonte: Mahr

Condicionamento de sinalTransdutores indutivos normalmente requerem sistemas especiais de condicionamento de sinal; Esses sistemas podem ser internos ou externos; Alguns transdutores possuem sistemas dedicados.Detector de fase Amplificador e filtroFonte: National Instruments

DC

AC

Oscilador

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Aspectos metrolgicosFaixa de medio < 1m Resoluo > 0,1m (depende da faixa de medio) Fontes de incerteza:Repetitividade; Histerese; No linearidade; Sensibilidade; Fator de escala; Amplitude. 9

Fatores de seleoDeterminar o tipo de deslocamento; Rotao, linear... Considerar o acoplamento do transdutor; Buchas especiais, parafusos... Condies de vibrao; Qual o nvel de vibrao? Impacto; Variaes extremas de temperatura; Atentar para as especificaes do transdutor... Resistncia a corroso; Analisar o ambiente de utilizao... 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 pneumticosVantagens Projeto robusto Transdutores indutivos Flexibilidade quanto aplicao Baixo custo Medio confivel de peas sujas Transdutores pneumticos Medio sem contato (no deforma) Tempo de vida longo Necessidade de unidade de ar comprimido Faixa de medio pequena Aplicabilidade limitada Desvantagens No linearidades Medio com contato

Fonte:Mahr

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Estudo de casoFace externa

Altura de interesse

Superfcie do fundo Pinho Arraste

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Chapa de proteo

Estudo de caso

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Tampa do corpo

Buchas

Transdutores

Estudo do caso de Hastesuporte dos transdutores

Suporte dos transdutores

EsferaBucha deslizanteMola

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3 apoios de referncia

Estudo de casoTransdutor adotado: Marpos HBT (3) com EasyBox HBT

Ponta plana

Curso =4 mm

Cabo perpendicular

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Estudo de caso

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Estudo de caso

19

Estudo de caso

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Sistemas de medio com TIDs

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Fonte: Mahr

Aplicaes na construo civil

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Referncias1.

2.

3.

4.

Space Age Control, Air Data and Displacement Sensors for a Demanding World, (Disponvel em www.spacegagecontrol.com) National Instruments, Measuring Position and Displacement with LVDTs, (Disponvel em http://www.ni.com) Department of Transportation of California (Caltrans), Data Aquisition, (Disponvel em http://www.dot.ca.gov/hq/esc/ttsb/instrumentation/data_acquis ition.htm) RDP Group, Displacment Transducers, (Disponvel em http://www.rdpe.com/displacement/menu-displacement.htm)

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