Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor...
Transcript of Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor...
![Page 1: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/1.jpg)
Aspectos de transdutores para medição de vibração
Prof. Paulo J. Paupitz Gonçalves
![Page 2: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/2.jpg)
Medidas de Vibração/Ruído
transdutor Condicionador de Sinais
Analisador
![Page 3: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/3.jpg)
Aspectos do Projeto de um Transdutor
• Características Mecânicas e Elétricas• Strain Gauges (Extensômetro)• Lasers de medição de velocidade• Acelerômetros• Sensores de Força• Hidrofones• Condicionadores de sinais
![Page 4: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/4.jpg)
Transdutores
O que é um transdutor ?
O transdutor transforma a grandeza de vibração (deslocamento, velocidade, aceleração) em um sinal elétrico.
Qual grandeza de vibração devemos medir
Força x Deslocamento (velocidade ou aceleração)
![Page 5: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/5.jpg)
Transdutores
Porque estudar as características de um transdutor ?
Resposta em Frequência
Range Dinâmico
Limitação do Uso
Umidade, temperatura, radiação, aterramento, ruído,substância corrosiva, interferência eletromagnética
![Page 6: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/6.jpg)
Transdutores
![Page 7: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/7.jpg)
Influência da Temperatura
![Page 8: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/8.jpg)
Transdutores
Qual sinal de vibração será medido
DeslocamentoVelocidadeAceleração
![Page 9: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/9.jpg)
Transdutores
Transdutor não sísmico
Referência fixa
Corpo em vibração
Transdutor Fixo ou Não-Sísmico
• Mede vibração relativa e não absoluta• Difícil encontrar uma referência fixa• Acrescenta massa e rigidez ao ponto de medição
![Page 10: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/10.jpg)
Transdutores
Transdutor sísmico
Corpo em Vibração
• Acrescenta massa• Baseado no sistema massa-mola-amortecedor
Transdutor Sísmico
![Page 11: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/11.jpg)
Strain-Gauges (Extensômetros)
Fd
l
d d
l
Medem deformação estática e dinâmicaResposta “pobre” em alta frequênciaUsado em testes de fadigaUsados em alguns tipos de acelerômetros
![Page 12: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/12.jpg)
Strain-Gauges (Extensômetros)
![Page 13: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/13.jpg)
Strain-Gauges (Extensômetros)
outV
inV
R
RR
R R
AV BV
Strain gauge
Ponte de Wheatstone
![Page 14: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/14.jpg)
Medidor Laser - Dopler
![Page 15: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/15.jpg)
Transdutores Sísmicos
Transdutor k
m
xc
y
n
Range útil
![Page 16: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/16.jpg)
Transdutores Sísmicos
Sensibilidade
Frequência
0.065 pC/g10 pC/g
100 pC/g
13 kHz38 kHz
120 kHz
50 kHz
12 kHz3.5 kHz
Reduzindo a massa sísmica
Redução da sensibilidade
![Page 17: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/17.jpg)
Materiais Piezoelétricos
Modos de deformação
cerâmica+
-Compressão
+
-Cisalhamento
+
-Elongação
cerâmica cerâmica
![Page 18: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/18.jpg)
Características de tipos comuns de acelerômetros
• Vantagens– Poucas Partes / Fácil Fabricação– Frequência de ressonancia alta
Tipo Compressão
• Desvantagens– Sensibilidade térmica alta– Sensibilidade alta a movimento
da base
![Page 19: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/19.jpg)
Características de tipos comuns de acelerômetros
• Vantagems– Poucas partes– Pequenos– Baixa sensibilidade a deformação da
base– Baixa sensibilidade térmica
Tipo Flexão
• Desvantagens– Frequência de ressonancia
baixa
![Page 20: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/20.jpg)
Características de tipos comuns de acelerômetros
• Vantagens– Baixa sensibilidade térmica– Baixa sensibilidade a vibração da base– Pequeno
Tipo Cisalhamento
![Page 21: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/21.jpg)
Influência da Montagem
Amplitude Deviation
0
+3dB
-3dB10 100 1000 10000Freq. (Hz)
(+5% @ 5.5 kHz)
• Caso Ideal– Anexado por parafuso em uma superfície lisa com torque adequado
Amplitude Deviation
0
+3dB
-3dB10 100 1000 10000Freq. (Hz)
(+5% @ 4.5 kHz)
cera
![Page 22: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/22.jpg)
Influência da Montagem
Amplitude Deviation
0
+3dB
-3dB10 100 1000 10000Freq. (Hz)
(+5% @ 1.8 kHz)
Montagem magnética
Amplitude Deviation
0
+3dB
-3dB10 100 1000 10000Freq. (Hz)
(+5% @ 475 Hz)
Sonda de mão
![Page 23: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/23.jpg)
Influência da Montagem
![Page 24: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/24.jpg)
Influência da Montagem
Amplitude Deviation 0
+3dB
-3dB10 100 1000 10000Freq. (Hz)
• Resumo– Fixo com parafuso– cera– Montagem magnética– Sonda de mão
![Page 25: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/25.jpg)
Efeitos indesejados
Sensibilidade transversal
Deformação da base
![Page 26: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/26.jpg)
Efeitos indesejados
X
Fita adesiva
Cablagem
![Page 27: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/27.jpg)
Erros devido a ressonância do acelerômetro
![Page 28: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/28.jpg)
Outros Tipos de AcelerômetrosAcelerômetros Strain Gauge • Estático e dinâmico
Acelerômetros MEMS
• Estático e dinâmico
![Page 29: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/29.jpg)
Condicionamento de Sinal
T R I G G E R
D I S P L A YD I S P L A Y
D I S P L A Y
H O R I Z O N T A L
sensor
machine
Condicionador
Porque usar um condicionador de sinais ?● Mudança de impedância● Amplificar/atenuar● Filtrar baixa/alta frequências● Integrar/Diferenciar o sinal
![Page 30: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/30.jpg)
Condicionamento de Sinal
Charge AmplifierCharge AmplifierSensor
AnalyserAnalyser
Sensores em modo Carga (corrente)
![Page 31: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/31.jpg)
Condicionamento de Sinal
Sensores do tipo IEPE
![Page 32: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/32.jpg)
Calibração
![Page 33: Aspectos de transdutores para medição de vibração · 2017. 2. 19. · Transdutores Transdutor não sísmico Referência fixa Corpo em vibração Transdutor Fixo ou Não-Sísmico](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022070213/610f709cff7a71788e2ed558/html5/thumbnails/33.jpg)
Calibração