Universidade Federal do Rio Grande do Universidade Federal do Rio Grande do Norte Norte Centro de Tecnologia – CT Centro de Tecnologia – CT Departamento de Engenharia de Elétrica Departamento de Engenharia de Elétrica Instrumentação Eletrônica Instrumentação Eletrônica Prof.: Luciano Fontes Prof.: Luciano Fontes Aluno: João Paulo da Silveira Pinheiro Aluno: João Paulo da Silveira Pinheiro Natal-RN Natal-RN junho/2009 junho/2009
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Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia – CT Departamento de Engenharia de Elétrica Instrumentação Eletrônica Prof.: Luciano Fontes.
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Universidade Federal do Rio Grande do Universidade Federal do Rio Grande do NorteNorte
Centro de Tecnologia – CTCentro de Tecnologia – CTDepartamento de Engenharia de ElétricaDepartamento de Engenharia de Elétrica
Aluno: João Paulo da Silveira PinheiroAluno: João Paulo da Silveira PinheiroNatal-RNNatal-RN
junho/2009junho/2009
Os medidores de deformação chamados extensômetros elétricos são dispositivos de medida que transforma pequenas variações nas dimensões equivalentes em sua resistência, e são usados entre os engenheiros de instrumentação. O seu uso em sistemas de monitoração de estruturas em tempo real tem demonstrado um grande potencial técnico de inspeção e manutenção. A monitoração contínua de diversas variáveis importantes em obras civis torna realidade a previsão e a detecção de falhas estruturais em tempo hábil, contribuindo para a segurança e também para a economia da edificação.
Permitir o domínio de técnicas de instrumentação com Permitir o domínio de técnicas de instrumentação com extensômetros elétricos e aquisição de seus dados,.extensômetros elétricos e aquisição de seus dados,. Permitir o domínio de técnicas de instrumentação com Permitir o domínio de técnicas de instrumentação com extensômetros elétricos e aquisição de seus dados,.extensômetros elétricos e aquisição de seus dados,.
• Desengraxamento:Desengraxamento:• Limpeza Abrasiva:Limpeza Abrasiva:• Esquematização das linhas direcionais dos Esquematização das linhas direcionais dos
extensômetros:extensômetros:• Neutralização da superfície:Neutralização da superfície:
• Desengraxamento:Desengraxamento:• Limpeza Abrasiva:Limpeza Abrasiva:• Esquematização das linhas direcionais dos Esquematização das linhas direcionais dos
extensômetros:extensômetros:• Neutralização da superfície:Neutralização da superfície:
O extensômetro é baseado no fato de que os metais mudam O extensômetro é baseado no fato de que os metais mudam sua resistência elétrica quando sofrem uma deformação.sua resistência elétrica quando sofrem uma deformação. O extensômetro é baseado no fato de que os metais mudam O extensômetro é baseado no fato de que os metais mudam sua resistência elétrica quando sofrem uma deformação.sua resistência elétrica quando sofrem uma deformação.
ExtensômetExtensômetroro
ExtensômetExtensômetroro
Classificação de acordo com o material de
base
Base de papel Base de baquelita
Base de poliéster
Base de poliamida
Classificação de acordo com
sua configuração
Uniaxiais Biaxiais
Multiplos eixosPadronização
Especial
Classificação de acordo com
o material resistivo
Fios resistivos Lâmina
Semicondutor Semicondutor por difusão
Sistema de Codificação Sistema de Codificação
A codificação é feita por um conjunto de letras e números que A codificação é feita por um conjunto de letras e números que identifica o extensômetro, conforme suas características.identifica o extensômetro, conforme suas características.
Fator de Sensibilidade (Gage Factor)Fator de Sensibilidade (Gage Factor)
•o valor teórico do Fator de Sensibilidade é K = 2,1 o valor teórico do Fator de Sensibilidade é K = 2,1 •o valor real apresenta pequenas variações, de lote para lote, em torno do valor o valor real apresenta pequenas variações, de lote para lote, em torno do valor teórico. teórico.
No caso de extensômetros de uso em extensometria, o Fator de No caso de extensômetros de uso em extensometria, o Fator de Sensibilidade é informado em cada fornecimento, junto com a Sensibilidade é informado em cada fornecimento, junto com a identificação do lote.identificação do lote. No caso de extensômetros de aplicação voltada à construção de No caso de extensômetros de aplicação voltada à construção de transdutores, o Fator de Sensibilidade só é informado mediante transdutores, o Fator de Sensibilidade só é informado mediante solicitação.solicitação.
Sensibilidade do extensômetro à Temperatura:Sensibilidade do extensômetro à Temperatura:➔➔Variação relativa da resistência Variação relativa da resistência R dada uma R dada uma variaçãovariaçãode Temperatura (efeito indesejável)de Temperatura (efeito indesejável)➔➔Material condutor varia sua resistividade com a Material condutor varia sua resistividade com a temperaturatemperatura➔➔Técnicas de compensação:Técnicas de compensação:•através de circuitos em ponte de Wheatstoneatravés de circuitos em ponte de Wheatstone•Ligas de materiais que possuem baixa variação de Ligas de materiais que possuem baixa variação de resistividaderesistividadecom a temperatura (Constantan)com a temperatura (Constantan)
**** Compensações de Temperatura Compensações de Temperatura Disponíveis:Disponíveis: 06 - 06 - Para aço;Para aço; 09 - 09 - Para aço inox;Para aço inox; 13 - 13 - Para alumínio.Para alumínio.
Modelos
Opções Disponíveis
Dimensões
Material da Base e do Filme Metálico
Compens. de Temp.Tam. e Forma da
GrelhaResistência
(Ohms)
Grelha Total
A(comprim.)
B(largura)
C(comprim.)
D(largura)
PA -
TA - ** - 125AA - 350
B; SEN; LEN; EN; S; L
B; S; L
3,18mm
0,125 "
3,18mm
0,125 "
6,35mm
0,125 "
3,18mm
0,125 "
CIRCUITO:AQUISIÇÃO DO SINALCIRCUITO:AQUISIÇÃO DO SINAL
Amplificador Somador
Retentor de pico
Digitalização
CI – ILC7107
Bala
nce
am
en
to
Na extensometria várias configurações da ponte Na extensometria várias configurações da ponte dedeWheatstone podem ser adotadas tendo em vista Wheatstone podem ser adotadas tendo em vista algunsalgunsfatores:fatores:••Simplicidade da montagemSimplicidade da montagem••CustoCusto••Compensação de temperaturaCompensação de temperatura••Aumento de sensibilidadeAumento de sensibilidade••Distância entre extensômetro e instrumentaçãoDistância entre extensômetro e instrumentação
CONFIGURAÇÕES DA PONTECONFIGURAÇÕES DA PONTE
CONNEXÃO COM 2 FIOSCONNEXÃO COM 2 FIOS
CONNEXÃO COM 3 FIOSCONNEXÃO COM 3 FIOS
½ ATIVA½ ATIVA
Em aplicações de extensômetros utiliza-se uma constante de proporcionalidade conhecida como Fator de Calibração (Gage Factor), que varia de 2 a 4 para as ligas mais usuais na fabricação de extensômetros,. Este parâmetro é baseado na variação da resistência ocorrida no extensômetro para sua resistência total relacionada com a variação no comprimento do condutor para seu comprimento unitário, ou ainda:
TrimpotsTrimpotsR24/R27/R48/R49 100KR24/R27/R48/R49 100KR9/R29/R33 10KR9/R29/R33 10KDiodosDiodosD3 GermânioD3 GermânioD1/D2 Zener 5,1VD1/D2 Zener 5,1VObs: Todos os resistores, salvo Obs: Todos os resistores, salvo indicação em contrário, têm indicação em contrário, têm tolerância de 1%.tolerância de 1%.
TOCCI. TOCCI. Sistemas DigitaisSistemas DigitaisBOYLESTAD.BOYLESTAD. Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos Dispositivos Eletrônicos e Teoria de CircuitosBARRETO JR. E. BARRETO JR. E. Conhecendo o extensômetro elétrico de Conhecendo o extensômetro elétrico de