Medição de Movimento Linear ou Rotacional.

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Medição de Movimento Linear ou Rotacional. por Mind Map: Medição de Movimento Linear ou Rotacional.

1. O que é medido?

1.1. POSIÇÃO: Define onde está um objeto a partir de um referencial. Muito importante quando se quer, por exemplo, detectar a presença de um determinado produto em uma determinada produção, para uma determinada finalidade. Medição contínua implica na medição absoluta da peça/objeto.

1.1.1. Unidade: m

1.1.2. Mnemômicos

1.1.2.1. Elemento Primário: ZE

1.1.2.2. Transmissor com indicação: ZIT

1.1.2.3. Transmissor com registro: ZRT

1.1.2.4. Controlador com indicação: ZIC

1.1.2.5. Alarme baixo: ZSL

1.1.2.6. Alarme alto: ZSH

1.1.2.7. Chave de deteção de alto e baixo: ZSHL

1.1.2.8. Elemento final de controle: ZV (Driver, Atuador, Elemento final não classificado)

1.2. DESLOCAMENTO LINEAR E ANGULAR: Variação da posição do objeto/peça em relação a um referencial. Nesse curso, trata-se, em sua maioria, a medição contínua de deslocamento. Importante para monitorar e controlar movimentos em máquinas, robôs etc.

1.2.1. Unidade: m

1.2.2. Mnemômicos

1.2.2.1. Elemento primário: ZKE

1.2.2.2. Transmissor com indicação: ZKIT

1.2.2.3. Transmissor com registro: ZKRT

1.2.2.4. Controlador com indicação: ZKIC

1.2.2.5. Alarme baixo: ZKSL

1.2.2.6. Alarme alto: ZKSH

1.2.2.7. Chave de deteção de alto e baixo: ZKSHL

1.2.2.8. Elemento final de controle: ZIKV (Driver, Atuador, Elemento final não classificado)

1.3. VIBRAÇÃO: Monitoramento dos níveis de vibrações de máquinas/mancais para detectar possíveis alterações fora do padrão adequado que indicam um problema operacional. Esse monitoramento evita desgastes, desalinhamentos, folgas e desconforto que podem implicar na substituição e troca de partes, gerando atrasos e gastos. Medida usada também na análise experimental em estruturas.

1.3.1. Unidade: m/s^2

1.3.2. Mnemômicos

1.3.2.1. Elemento primário: VE

1.3.2.2. Transmissor com indicação: VIT

1.3.2.3. Transmissor com registro: VRT

1.3.2.4. Controlador com indicação: VIC

1.3.2.5. Alarme baixo: VSL

1.3.2.6. Alarme alto: VSH

1.3.2.7. Chave de deteção de alto e baixo: VSHL

1.3.2.8. Elemento final de controle: VZ (Válvula, claraboia, Amortecedor)

1.4. VELOCIDADE: Mede-se a velocidade de máquinas em geral para detectar possíveis alterações fora do padrão adequado que indicam um problema operacional. Esse monitoramento evita desgastes, desalinhamentos, folgas e desconforto que podem implicar na substituição e troca de partes, gerando atrasos e gastos. Medida usada também na análise experimental em estruturas.

1.4.1. Unidade: m/s

1.4.2. Mnemômicos

1.4.2.1. Elemento primário: SE

1.4.2.2. Transmissor com indicação: SIT

1.4.2.3. Transmissor com registro: SRT

1.4.2.4. Controlador com indicação: SIC

1.4.2.5. Alarme baixo: SSL

1.4.2.6. Alarme alto: SSH

1.4.2.7. Chave de deteção de alto e baixo: SSHL

1.4.2.8. Elemento final de controle: SV (Chave)

1.5. ACELERAÇÃO: Mede-se a aceleração de máquinas para detectar possíveis alterações fora do padrão adequado que indicam um problema operacional. Esse monitoramento evita desgastes, desalinhamentos, folgas e desconforto que podem implicar na substituição e troca de partes, gerando atrasos e gastos. Medida usada também na análise experimental em estruturas.

1.5.1. Unidade: m/s^2

1.5.2. Mnemômicos

1.5.2.1. Elemento primário: VE

1.5.2.2. Transmissor com indicação: VIT

1.5.2.3. Transmissor com registro: VRT

1.5.2.4. Controlador com indicação: VIC

1.5.2.5. Alarme baixo: VSL

1.5.2.6. Alarme alto: VSH

1.5.2.7. Chave de deteção de alto e baixo: VSHL

1.5.2.8. Elemento final de controle: VZ (Válvula, Claraboia, Amortecedor)

2. Como é medido?

2.1. Aceleração: Diretamente por sensor adequado.

2.1.1. Linear: Derivada da velocidade linear sobre o tempo. a = Dv/dt

2.1.2. Angular: Derivada da velocidade angular sobre o tempo. a = DW/dt

2.1.3. ACELERÔMETROS

2.1.3.1. RELUTÂNCIA VARIÁVEL: A medição é feita da tensão induzida numa bobina envoltória assim que a massa magnética se move sob influência da aceleração.

2.1.3.1.1. Ex: Sensor se segurança e conforto em ônibus.

2.1.3.2. MEMS: Microssistema eletromecânico. Essas técnicas criam estruturas de detecção mecânica de tamanho microscópico, normalmente em silício

2.1.3.2.1. Ex: Monitoramento de vibrações;

2.1.3.3. PLEZORESISTIVOS: Consiste em uma massa sísmica em uma vida em balanço instrumentada com strain gauges. A variação na resistência elétrica dos strain gauges é proporcional à tensão mecânica aplicada, que por sua vez é proporcional à aceleração.

2.1.3.3.1. Ex: Medição de choques mecânicos.

2.1.3.4. EFEITO PLEZOELÉTRICO: Baseado em uma propriedade exibida por certos cristais em que uma tensão é gerada pelo cristal quando deformado.

2.1.3.4.1. Ex: Monitoramento de vibrações.

2.2. Velocidade: De forma direta ou indireta.

2.2.1. LINEAR: Derivada da posição sobre o tempo. V = Dx/dt

2.2.1.1. MEDIÇÃO DIRETA: Mede a variação de posição e tempo com um dispositivo que é instalado em dois pontos para gerar um pulso quando um objeto passa por eles.

2.2.1.2. MEDIÇÃO INDIRETA: Integração do sinal de aceleração.

2.2.1.3. Ex: Medição de velocidade de um carro na estrada.

2.2.2. ANGULAR: Derivada do ângulo sobre o tempo. W = Dângulo/dt

2.2.2.1. TACÔMETROS

2.2.2.1.1. ANALÓGICOS: Produz uma saída de tensão proporcional à velocidade de rotação de um eixo girante.

2.2.2.1.2. DIGITAIS: Faz a conta: W = Nc/To * 1/m

2.2.2.2. TRANSDUTORES DE VELOCIDADE POR RELUTÂNCIA VARIÁVEL

2.2.2.3. Ex: RPM de um motor.

2.3. Deslocamento: Diretamente por um sensor adequado.

2.3.1. LINEAR: Equação de posição. x = v*t

2.3.2. ANGULAR: Equação de ângulo. Ângulo = W*t

2.3.3. Por variação de Resistência: Diversas quantidades físicas afetam a resistência elétrica de um dado material.

2.3.3.1. POTENCIÔMETRO: A resistência elétrica é alterada pela a posição de um cursor em relação à resistência. Medição de deslocamento linear e angular

2.3.3.1.1. Ex: Aplicação em válvulas de controle.

2.3.3.2. MAGNETORESISTORES: A resistência elétrica é afetada por um campo magnético. A resistência diminui com a aplicação de um campo magnético transversal ao fluxo de corrente.

2.3.3.2.1. Ex: Magnetoresistências gigantes em ponte de Wheatstone, constituem o elemento sensor de bússolas eletrônicas.

2.3.4. Por variação de Capacitância

2.3.4.1. SENSOR CAPACITIVO DE PROXIMIDADE DISCRETO: Uma variação na capacitância produz uma variação de frequência, que é convertida em variação de tensão, por meio de um conversor frequência/tensão

2.3.4.1.1. Ex: Medição de posicionamento com alta precisão.

2.3.4.2. SONDA DE DESLOCAMENTO CAPACITIVO CONTÍNUO: Um campo elétrico é gerado na ponta e um circuito eletrônico converte a variação da capacitância, entre o sensor e o objeto, em tensão. Possuem saída muito linear e alta resolução. (10 nm)

2.3.4.2.1. Ex: Aplicações em ambientes limpos, máquinas de cortes.

2.3.5. Por variação de Indutância

2.3.5.1. SONDA DE DESLOCAMENTO INDUTIVO CONTÍNUO: Possui um circuito oscilador, que cria um campo magnético, oscilante e simétrico, na face da sonda. Quando um objeto metálico se aproxima do campo magnético do sensor, corrente parasitas são induzidas nesse objeto e circulam por ele, gerando um outro campo magnético em oposição ao primeiro.

2.3.5.1.1. Ex: Monitoramento de vibração relativa.

2.3.5.2. SENSOR DE PROXIMIDADE INDUTIVO DISCRETO: Igual ao contínuo, no entanto estes detectam apenas a variação da amplitude do sinal na saída do oscilador.

2.3.5.2.1. Ex: Detecção de presença ou ausência de um material metálico.

2.3.5.3. LVDT: O transformador têm um enrolamento primário e dois secundários. O movimento do núcleo altera a tensão no secundário, causando o seu aumento na mesma direção em que o núcleo de moveu.

2.3.5.3.1. Ex: Estudo de laje mista para medição de deslocamentos verticais, laterais e deslizamento da laje.

2.3.6. Por Campo Magnético

2.3.6.1. SENSOR MAGNETO RESISTIVO: Um elemento ferromagnético (sonda com fio magnorestritivo) detecta a posição de um magneto capaz de se locomover ao longo de sua extensão.

2.3.6.1.1. Ex: Monitoramento da abertura do distribuidor de uma usina.

2.3.6.2. SENSOR DE EFEITO HALL: Sobre um condutor conduzindo corrente, sujeito a um campo magnético perpendicular, a trajetória das cargas elétricas é modificada pelo efeito da força de Lorentz, e leva à tensão de Hall.

2.3.6.2.1. Contínuos

2.3.6.2.2. Discretos

2.3.7. Por Ótica

2.3.7.1. ENCODER INCREMENTAL: Um disco dividido em setores alternadamente transparentes e opacos. Uma fonte de luz e um sensor óptico são posicionados entre o disco que, ao girar, permite ou não a passagem de luz, fornecendo uma saída digital.

2.3.7.1.1. Ex: Aplicações com feedback do posicionamento e da velocidade do motor

2.3.7.2. ENCODER ABSOLUTO: Baseado em um dispositivo de memória, o zero é a primeira posição. A posição do encoder absoluto é determinada pela leitura de um código e este é único para cada posição do seu curso.

2.3.7.2.1. Ex: Controle de posição, encoder possibilita que a máquina ou ferramenta não exceda a posição ou direção de trabalho.