Sensores de deslocamento

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Trabalho 1 – Instrumentação Medição de Deslocamento

Aluno: Guilherme Augusto Nogueira Silva Turma: 22A Outubro 2012

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/elétricaem transdutores para grandezas como: força, pressão, torque, aceleração, etc. - Controle dimensional através da medição diferencial (pequenos deslocamentos) como mais importante técnica de controle de qualidade automatizado

A produção em massa e de elevada qualidade na indústria mecânica exige medição rápida, confiável e, se possível, com a mínima influência do operador. Estes requisitos sãopreenchidos pela medição diferencial. Os medidores de deslocamento, nesta aplicação, transformam um pequeno deslocamento captado por um sensor de medição em um deslocamento amplificado de um ponteiro, que possa ser lido num mostrador digital. O mensurando é, portanto um deslocamento linear, em geral, bastante pequeno. Se o sistema de amplificação é de boa qualidade, pode-se obter facilmenteindicações da ordem de até décimos de micrometros (os medidores elétricos de deslocamento podem oferecer resolução de até centésimos de micrometros). Uma boa medição é, portanto, fundamental para um sistema de controle que seja eficaz e trabalhe com a menor probabilidade de erros, assim a confiabilidade dos projetos será maior. Abordaremos aqui os sensores de deslocamento mecânicos (de fácil uso) e tambémos eletrônicos ( que possuem grande precisão).

SISTEMAS MECÂNICOS

Sistema de Mola Torcional Talvez o mais simples, mas o mais engenhoso dos medidores de deslocamento é o instrumento projetado por Abramson. Na figura 5.3 é mostrado esquematicamente este instrumento. É um sistema de alavanca associada a uma mola torcional tipo fita. Uma fita muito fina (1) tem fixo no seu centro (0), umponteiro muito leve (2). A fita é torcida em forma de hélice em todo o seu comprimento. Uma extremidade da fita é fixada em uma alavanca AOB angular tipo mola, um braço da qual é ligado diretamente à haste do apalpador (4). Quando a haste do apalpador se desloca, a alavanca angular gira em torno de 0 e provoca um aumento de comprimento na fita. Isto provocará um giro na fita e o ponteiro girará de umângulo proporcional ao alongamento da fita.

FIgura 1- Comparador com alavanca e Mola Tipo Fita

Relógios Comparadores São medidores de deslocamentos constituídos de um apalpador (que toca na peça), de um mecanismo de amplificação baseado num sistema cremalheira/trem de engrenagens e um mostrador circular onde desloca-se um ou dois ponteiros, à semelhança de relógios.

Estes medidores em geralpossuem ainda:      Mostrador giratório; Indicação de voltas completas do ponteiro; Eliminação de folgas nas engrenagens; Dispositivo "anti-choque"; Compensação da força de medição.

FIgura 2- Relógio Comparador

SISTEMAS ELETRÔNICOS

Sensores resistivos O tipo mais simples de sensor potenciométrico de posição é mostrado de forma esquemática na figura 1 .Este tipo de sensor é bastanteutilizado em impressoras jato de tinta para controle do posicionamento do carro que contém os cartuchos de tinta. O sensor consiste de um resistor de fio ou filme deslizante de comprimento l e sobre o qual se aplica uma voltagem vi . A relação entre a voltagem de saída v0 e a posição x do contato deslizante ct , quando este se desloca ao longo do comprimento do fio, pode ser expresso por: v0 = x/l. vi ou x = v0/vi

Com isso, a posição ou deslocamento pode ser medida. Os resistores de fio rígido não são possíveis de serem usados em muitas aplicações, pois a resistência de um fio curto é baixa e isto implica em um excessivo consumo de potência da voltagem vi. (Para contornar esta dificuldade, estes tipos de sensores são obtidos enrolando-se um fio de alta resistência sobre um...
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