Medidores de deslocamento

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INTRODUÇÃO.

A medição de deslocamentos lineares e angulares é de fundamental importância no campo da engenharia moderna. Cita-se como exemplos de aplicação:
- Movimentos em máquinas ferramentas, máquinas de medir, robôs industriais, etc.;
- Conversão mecânica/elétrica em transdutores para grandezas como: força, pressão, torque, aceleração, etc.;
- Controledimensional através da medição diferencial (pequenos deslocamentos) como mais importante técnica de controle de qualidade automatizado.






















MEDIDORES DE DESLOCAMENTO

MEDIDORES PNEUMÁTICOS

Os medidores pneumáticos de deslocamento prestam-se com particulares vantagens para aplicações especiais em meios sob radiação nuclear ou campos magnéticos, no controlede qualidade dimensional e outras
O método de medição pneumático consiste essencialmente em transformar um deslocamento em variações de pressão de ar. O princípio é baseado no comportamento do fluxo de ar em uma câmara com dois orifícios.
. Na figura abaixo apresenta-se o princípio de funcionamento e um exemplo da realização prática do mesmo.

[pic]
O ar chega a umapressão constante H. Passa através do orifício de controle G e chega a câmara A. O tamanho do orifício G é constante, mas o tamanho efetivo do orifício S pode ser variado através de um deslocamento d. Se d varia, varia também a pressão h, o que nos fornece uma avaliação de d. Por dimensionamento dos diâmetros de G e S e do rígido controle da pressão H, a pressão h poderá variar linearmente com o tamanhoefetivo do orifício S. Para valores h/H entre aproximadamente 0,6 e 0,8 a relação entre a pressão h e a área do orifício S é linear. Estes valores são usados no dimensionamento de todo o sistema. A lei linear entre a área do orifício S e a pressão h é expressa na seguinte forma:


[pic]

Onde: h -pressão na câmara A.
H -pressão de entrada.
A1 -área do orifício G.
A2-área efetiva do orifício S.
a e b -são constantes.




Como nos outros medidores, a sensibilidade é a relação entre a variação do sinal de saída em relação a variação do mensurando. No caso, o sinal de saída é dh e a variação do mensurando corresponde à variação de A2. Logo a sensibilidade é:

dh / dA2 = - bH / A1

Então a amplificação pneumática é proporcional apressão de entrada e
inversamente proporcional a área (ou inversamente proporcional ao quadrado do diâmetro) do orifício de controle (G).
É claro que um requisito necessário para este tipo de sistema de medição é a pressão de entrada H ser rigorosamente constante. Para isto, deve-se ter um regulador de pressão que controle a pressão de alimentação.
[pic]
A figura acima mostra um esquema doinstrumento produzido pela Solex. O ar comprimido provém de um compressor e passa inicialmente por um filtro. A seguir passa por uma válvula de fluxo e onde a pressão é reduzida e mantida constante através de um tubo mergulhado em uma câmara de água, sendo a pressão do tubo equivalente a altura da coluna d'água. O excesso de ar escapa para a atmosfera em uma forma de borbulhos.
O ar já compressão reduzida para o valor H, passa através do orifício de controle (3) e sai pelo orifício de medição (5). A resposta de pressão no circuito (h) é indicada pela altura da coluna d'água no tubo manométrico. O tubo é graduado para indicar as variações de pressão resultantes da variação do deslocamento d.
Amplificações de 50.000 vezes são possíveis neste sistema. A pressão H é normalmente500 mm H2O. Na prática, a variação da área efetiva de (5) pode ser feita de três formas:
• Por aproximação direta: a pressão varia conforme a posição do orifício de saída em relação à peça a ser medida. É o caso dos bocais para a medição dediâmetros internos.
• Por aproximação indireta: o furo de saída é substituído por um obturador em forma de válvula e a saída de ar se efetua através...
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