1Transdutores Indutivos de Deslocamento - LVDT

Prof. Dr. Gustavo Daniel Donatelli

2Contedos

z Princpio de funcionamentoz Aspectos metrolgicos

z Fatores de seleoz Aplicaes prticas

z Estudo de caso

3O princpio de funcionamento

Ual

Usada

xiHaste no magntica

Ncleo magnticoCarcaa

ou corpo

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

4O princpio de funcionamento

z Tenso de alimentao senoidal ( 3 a 15) V de amplitude;z As duas bobinas secundrias possuem tenses com a

mesma freqncia da alimentao;z A amplitude varia com a posio do ncleo;z A tenso de sada dada pela diferena entre as tenses

nas duas bobinas secundrias;z Quando as secundrias esto conectadas em srie de forma

oposta h uma posio na qual a tenso de sada nula.

5O princpio de funcionamento

Carcaa de ao inox Bobina

secundria 2

Bobina primria

Ncleo ferro-

magntico

Bobina secundria

1

6O princpio de funcionamento

z Identifica-se uma no-linearidade para uma determinada faixa de tenses;

z O sistema calibrado na regio onde a no linearidade nfima;

z No caso de medies lineares recomenda-se que o zero do transdutor coincida com o valor nominal da caracterstica a ser medida.

Faixa de operao ampliada

Faixa nominal de operao

Posio do ncleo (%

do nominal)

T

e

n

s

o

(

V

)

7Variantes do sistema bsico

Ual

U

s

a

d

a

HBT (Half BridgeTransducer

U

s

a

d

a

Ual

U

s

a

d

a

LVDT (Linear VariableDifferential Transducer

UalUs

a

d

a

VLDT (Very Linear Differential Transducer)

Fonte: Mahr

8Condicionamento de sinal

z Transdutores indutivos normalmente requerem sistemas especiais de condicionamento de sinal;

z Esses sistemas podem ser internos ou externos;z Alguns transdutores possuem sistemas dedicados.

Fonte: NationalInstruments

Oscilador

Detector defase

Amplificador e filtro DCAC

9Aspectos metrolgicos

z Faixa de medio < 1mz Resoluo > 0,1m (depende da faixa de medio)z Fontes de incerteza:

3 Repetitividade;3 Histerese;3 No linearidade;3 Sensibilidade;3 Fator de escala;3 Amplitude.

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Fatores de seleo

z Determinar o tipo de deslocamento;3 Rotao, linear...

z Considerar o acoplamento do transdutor;3 Buchas especiais, parafusos...

z Condies de vibrao;3 Qual o nvel de vibrao?

z Impacto;z Variaes extremas de temperatura;

3 Atentar para as especificaes do transdutor...

z Resistncia a corroso;3 Analisar o ambiente de utilizao...

z Tempo de vida do transdutor.

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Alguns exemplos

Fonte: Space Age Control

12

Medio com TIDs

Fonte: Marposs

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Comparao com transdutores pneumticos

Vantagens Desvantagens

Flexibilidade quanto aplicao Medio com contato

Medio sem contato (no deforma) Faixa de medio pequena

Tempo de vida longo Aplicabilidade limitada

Projeto robusto No linearidades

Baixo custo

Medio confivel de peas sujas

Necessidade de unidade de ar comprimido

Transdutores indutivos

Transdutores pneumticos

Fonte:Mahr

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Estudo de caso

Chapa de proteo

ArrastePinho

Face externa

Altura de interesse

Superfcie do fundo

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Estudo de caso

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Estudo de caso

TransdutoresTampa do corpo

Buchas

Haste do suporte dos transdutores

Esfera

Buchadeslizante

Mola

Suporte dos transdutores

3 apoios de referncia

TransdutoresTampa do corpo

Buchas

Haste do suporte dos transdutores

Esfera

Buchadeslizante

Mola

Suporte dos transdutores

3 apoios de referncia

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Estudo de caso

Transdutor adotado: Marpos HBT (3) com EasyBox

HBTPonta plana

Cabo perpendicularCurso

= 4 mm

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Estudo de caso

19

Estudo de caso

20

Estudo de caso

21

Sistemas de medio com TIDs

Fonte: Mahr

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Aplicaes na construo civil

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Referncias

1. Space Age Control, Air Data and Displacement Sensors for a Demanding World, (Disponvel em www.spacegagecontrol.com)

2. National Instruments, Measuring Position and Displacement with LVDTs, (Disponvel em http://www.ni.com)

3. Department of Transportation of California (Caltrans), Data Aquisition, (Disponvel em http://www.dot.ca.gov/hq/esc/ttsb/instrumentation/data_acquisition.htm)

4. RDP Group, Displacment Transducers, (Disponvel em http://www.rdpe.com/displacement/menu-displacement.htm)