Transdutores Indutivos de Deslo loc camento - LVDT
Prof. Dr. Gustavo Daniel Donatelli
Conteúdos
Princípio de funcionamento
Aspectos metrológicos
Fatores de seleção
Aplicações práticas
Estudo de caso
O princípio de funcionamento Haste não magnética
xi
O transdutor linear indutivo de deslocamento (LVDT - Linear Variable Differencial
U al
Transducer) é um dispositivo eletromecânico que produz U saída
uma saída elétrica proporcional ao deslocamento de um núcleo ferro-magnético móvel.
O princípio de funcionamento
Tensão de alimentação senoidal ( 3 a 15) V de amplitude; As duas bobinas secundárias possuem tensões com a mesma freqüência da alimentação; A amplitude varia com a posição do núcleo; A tensão de saída é dada pela diferença entre as tensões nas duas bobinas secundárias; Quando as secundárias estão conectadas em série de forma oposta há uma posição na qual a tensão de saída é nula.
O princípio de funcionamento Bobina primária Carcaça de aço inox
Núcleo ferro-
Bobina secundária 2
Bobina secundária
O princípio de funcionamento
Identifica-se uma nãolinearidade para uma determinada faixa de tensões;
) V ( o ã s n e T
O sistema é calibrado na região onde a não linearidade é ínfima; No caso de medições lineares recomenda-se que o zero do transdutor coincida
Posição do núcleo (% do nominal) Faixa nominal de operação Faixa de operação ampliada
Variantes do sistema básico
Ual
a d í a s
U
Ual
a d í a s
U
a d í a s
U
HBT (Half Bridge Transducer
LVDT (Linear Variable Differential Transducer
VLDT (Very Linear Differential Transducer)
Ual
Condicionamento de sinal
AC
Transdutores indutivos normalmente requerem sistemas especiais de condicionamento de sinal; Esses sistemas podem ser internos ou externos; Alguns transdutores possuem sistemas dedicados. Detector de fase
Oscilador
Amplificador e filtro
DC
Fonte: National Instruments
Aspectos metrológicos
Faixa de medição < 1m
Resolução > 0,1µm (depende da faixa de medição)
Fontes de incerteza:
Repetitividade;
Histerese;
Não linearidade;
Sensibilidade;
Fator de escala;
Amplitude.
Fatores de seleção
Determinar o tipo de deslocamento; Rotação, linear... Considerar o acoplamento do transdutor; Buchas especiais, parafusos... Condições de vibração; Qual o nível de vibração? Impacto; Variações extremas de temperatura; Atentar para as especificações do transdutor... Resistência a corrosão; Analisar o ambiente de utilização...
Alguns exemplos
Fonte: Space Age Control
Medição com TIDs
Fonte: Marposs
Comparação com transdutores pneumáticos
Transdutores indutivos
Vantagens
Desvantagens
Projeto robusto
Não linearidades
Flexibilidade quanto à aplicação
Medição com contato
Baixo custo
Transdutores pneumáticos
Medição confiável de peças sujas
Necessidade de unidade de ar comprimido
Medição sem contato (não deforma)
Faixa de medição pequena
Estudo de caso Face externa
Altura de interesse
Superfície do fundo Pinhão Arraste
Estudo de caso
Tampa do corpo
Buchas
Estudo de caso Haste do suporte dos transdutores
Suporte dos transdutores
Esfera Bucha deslizante
Transdutores
Estudo de caso Transdutor adotado: Marpos HBT (3) com EasyBox
Ponta plana
HBT
Curso =4
Cabo perpendicular
Estudo de caso
Estudo de caso
Estudo de caso
Sistemas de medição com TIDs
Aplicações na construção civil
Referências 1.
2.
3.
4.
Space Age Control, “Air Data and Displacement Sensors for a Demanding World” , (Disponível em www.spacegagecontrol.com) National Instruments, “Measuring Position and Displacement with LVDTs” , (Disponível em http://www.ni.com) Department of Transportation of California (Caltrans), “Data Aquisition”, (Disponível em http://www.dot.ca.gov/hq/esc/ttsb/instrumentation/data_acquis ition.htm) RDP Group, “Displacment Transducers”, (Disponível em http://www.rdpe.com/displacement/menu-displacement.htm)
