[pt] O presente trabalho apresenta o projeto do sistema necessário à automatização do atual processo de medidas em modelos estruturais, feitas no laboratório de Estruturas, Departamento de Engenharia Civil da EGGE. Atualmente, o sistema usado requer um grande número de cálculos para a determinação das tensões e deformações de um modelo de uma estrutura real. Usa-se um sistema de pontes de medida com extensômetros chaveados manualmente, sistema este acoplado a um amplificador e um galvanômetro que fornece as medidas das deformações na estrutura do modelo. Os cálculos feitos a partir daí visam transformar as deformações lidas sobre o modelo em tensões mecânicas sobre a estrutura real. Devido ao grande número de pontos de medida e do cálculo que envolve cada ponto, sentiu-se a necessidade e se usar um computador digital acoplado ao sistema. No capítulo I justificou-se o porquê da opção por um sistema on line em tempo real. A seqüência do projeto obedeceu à seqüência do sinal de informação, tendo se procurado dar um caráter didático à redação do trabalho. Este se restringiu ao hardware do sistema, tanto da parte analógica como da digital. No capítulo II estudou-se o trandutor usado, principalmente os problemas encontrados como o uso de extensômetros no sistema proposto. Ressalte-se os problemas encontrados com a variação de temperatura no desempenho dos extensômetros e os dos cálculos feitos sobre o tempo de resposta de um extensômetro. O capítulo III foi dedicado ao estudo da ponte de medida e dos circuitos ligados à mesma. Depois de uma análise matemática do circuito da ponte com extensômetros (itens. 3.1 a 3.4) fez-se uma análise da compensação de temperatura (item 3.5). Em seguida calculou-se experimental e analiticamente o tempo de refrigeração de extensômetros (3.7). A opção da alimentação das pontes em CC ou GA foi estudada e a escolha justificada no item 3.8. O equipamento existente é estudado no item 3.9 e Anexo I, principalmente, sob o ponto de vista do sistema automatizado. A calibração do sistema, seu principio e modo de operação, é entrada no item 3.11. O capítulo IV versa sobre o sistema de chaveamento. Depois de uma introdução ao problema (item 4.1) fez-se uma opção e justificação em relação ao equipamento a se usado no sistema ( itens 4.2 e 4.3) acompanhada da descrição do equipamento escolhido (item 4.4). Em seguida fez-se um projeto de um adaptador dos pulsos provenientes do computador que deve controlar o chaveamento automático (item 4.5). Finalmente o item 4.6 faz a descrição do amplificador de medida existente e sua adaptação ao sistema. O capítulo V é um estudo resumido sobre os conversores análogo digitais. Depois de se estudar os vários tipos de conversão, optou-se por um equipamento. Em seguida foram descritas as necessidades para a interface que liga o sinal de medida já digitalizada ao computador. O capítulo VI apresenta as conclusões e o cálculo do custo do sistema bem como sugestões para o desenvolvimento de trabalhos futuros. / [en] The Structural Laboratory of the Civil Engineering Departament (EGG) is present involved in designing a system for the automation of the existing system. The system measures and characteristics by moans of interest on a structural model design. Tho transducers, linked to Wheatstone bridges, to induced structurals trains imposed upon the model being studied. By virtue of the largo number of measuring points, the tedious calcuations required in transforming to a real - work structure and the imbered delay time in switching to various data points, it is advantageuns to automate thw systems operation through the use of a digital computer. The following study is limited to a hardware discussion of the system’s thoory of operation, having automation as the ultimate system design criterion. Chapter I specifies the real time system mode of operation and its requirement. The explanation of this work are the data flow path and the sequence of operations of the systems. Chapter II provides an analysis of the transducer. Special attention has been given to the problems ecountered in using strain - gages in the proposed system. Both the problem of rise - time and the problem of temperature variations effecting performace are extensively studied. Chapter III is dedicated to a study of the Wheatstone bridge employeed and its related circuits. Mathematical analysis of the bridge, atrain gage circuitry and allowance for temperature compensation are included. An experimental and analytical calculation of strain - gage cooling - time has been performed. Finally system calibration and the selection of A.C bridge drive is discussed. Chapter IV introduces the switehing system constraints and the solution arrived at for the inherent swithehing limitations. Computer gererated pulses selects different control switches via a pulse adapter and amplifier interface. Chapter V is a short study about analog - digital conveters. After study of the converters types, was made a choice of one equipment, and yours interface’s requirements. Chapter VI presents the conclusion and the system’s cost and suggestions to the development of futur works.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:14211 |
| Date | 22 September 2009 |
| Creators | WALTER CELSO DE LIMA |
| Contributors | ANTONIO LUIZ PIMENTEL DE MESQUITA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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