Sistemas Hidraulicos

Sistemas Hidraulicos

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LABORATÓRIO DE SISTEMAS HIDRÁULICOS E PNEUMÁTICOS

Campus Universitário - Cx. P. 476 - CEP 88040-900 - Florianópolis - S.C. - Brasil Fone: (048) 3317714 - Fax: (048) 3317615 - e-mail: laship@emc.ufsc.br - http://www.laship.ufsc.br

Victor Juliano De Negri, Dr. Eng.

Roberto Kinceler. M. Eng. Jonas Silveira, Eng.

FLORIANÓPOLIS, NOVEMBRO DE 1998

Automação e Controle Experimental em Hidráulica e Pneumática - LASHIP/EMC/UFSC SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

2. SISTEMAS AUTOMÁTICOS

2.1 - Introdução 2.2 - Localização no LASHIP

3. FUNDAMENTOS PARA A CONSTRUÇÃO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS DE MEDIÇÃO

3.1 - Introdução 3.2 - Ruídos 3.2.1 - Introdução 3.2.2 - Ruídos Devido a Campos Elétricos 3.2.3 - Ruídos Devido a Campos Magnéticos 3.2.4 - Ruídos Devido à Ocorrência de Laços de Terra 3.2.5 - Ruídos Devido à Tensões Termoelétricas 3.2.6 - Ruídos Devido à tensões Galvânicas 3.3 - Métodos para Reduzir os efeitos dos Ruídos e Interferências 3.3.1 - Separação Física 3.3.2 - Blindagem Eletromagnética 3.3.3 - Blindagem Eletrostática e Aterramento 3.3.4 – Laços de Terra 3.3.5 - Utilização de Amplificadores Diferenciais 3.4 - Segurança, Limpeza e Montagens de Componentes nas Instalações

4. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE UMA PLACA DE AQUISIÇÃO DE SINAIS

4.1 - Introdução 4.2 - Amostragem de Um Sinal 4.3 - Freqüência Máxima de Amostragem 4.4 - Resolução 4.5 - Freqüência de Nyquist 4.6 - Amplitude de Entrada 4.7 - Aliasing 4.8 - Filtros Anti-Aliasing 4.9 - Circuitos Anti-Repique

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4.10 - Relés Mecânicos Versus Relés de Semicondutores 4.1 - Entradas Analógicas Simples e Diferenciais

5. PROPRIEDADES DOS FLUIDOS

5.1 - Contaminação 5.2 - Temperatura de trabalho 5.0 - Sistema Hidráulico 5.1 - Viscosidade e Índice de Viscosidade 5.2 – Contaminação 5.2.1 - Efeitos da contaminação 5.2.1.1 - Efeito sobre fluido hidráulico 5.2.1.2 - Efeito sobre o sistema hidráulico e seus componentes 5.2.2 - Fontes de contaminação 5.2.2.1 - Externas 5.2.2.2 - Internas ( o próprio sistema) 5.2.2.3 - Manutenção e/ou montagem do sistema hidráulico 5.2.2.4 - Contaminação pela água 5.2.2.5 - Contaminação pelo Ar 5.2.3 – Filtros 5.2.3.1 – Tipos de filtros

I Ar comprimido 1.0 Sistema Pneumático 2.0 Contaminação 3.0 Efeitos sobre componentes 4.0 Fontes de contaminação

6. SISTEMAS DE MEDIÇÃO DO LASHIP

6.1 - Introdução 6.2 - Circuito de Ligação de Transdutores a Seis Fios 6.3 - Condicionadores de Sinais 6.3.1 - Ponte Alfa e os Diferentes Canais 6.3.2 - Condicionador da REIVAX 6.3.3 - Condicionador da Servus-Sensin

6.4 - Transdutores de Pressão 6.4.1 - Extensométricos de Ponte Completa

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6.4.2 - Indutivos de Meia Ponte

6.5 - Transdutores de Deslocamento 6.5.1 - Indutivos de Meia Ponte 6.5.2 - Potenciométricos

6.6 - Transdutores de Vazão 6.6.1 - Tipo turbina 6.6.2 - Extensométricos de Ponte Completa

6.7 - Transdutores de Temperatura 6.7.1 - Tipos

6.8 - Indicadores

7 SISTEMAS DE ATUAÇÃO

7.1 - Válvulas Proporcionais 7.1.1 - Definição 7.1.2 - Tipos de Válvulas Proporcionais 7.1.3 - Simbologia de Válvulas Proporcionais 7.1.4 - Tempo de Resposta de Válvulas Proporcionais 7.1.5 - Histerese, Erro de Reversão e Sensibilidade de Resposta

7.2 - Servoválvulas 7.2.1 - Definição 7.2.2 - Tipos

7.3 - Bombas 7.3.1 - Características Operacionais de Bombas 7.3.2 - Instalação de Bombas Hidráulicas 7.3.3 - Presença de Ar e Cavitação

7.4 - Amplificadores de potência 7.4.1 - Tipos 7.4.2 - Tensão de Alimentação 7.4.3 - Dither 7.4.4 - Sinais em Corrente e em Tensão 7.4.5 - Interligação Elétrica

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8. INDICADORES

8.1 - Placa de aquisição de dados da microquímica 8.2 - VXI 8.3 - Osciloscópio (Tectronik)

9. IMPLEMENTAÇÃO DE SISTEMAS AUTOMÁTICOS 9.1 - AACPE

10. TRABALHOS PRÁTICOS 10.1 - Passos gerais de uma medição v 10.2 - Tarefa #1 - 10.3 - Tarefa #2 - 10.4 - Tarefa #3 -

1. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

12. APÊNDICES

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1 . INTRODUÇÃO

O presente trabalho busca fornecer a fundamentação necessária para a realização de pesquisa experimental empregando sistemas hidráulicos e pneumáticos no LASHIP/EMC, enfatizando a utilização de instrumentação eletro-eletrônica e de componentes hidráulicos e pneumáticos.

Para o entendimento do conteúdo apresentado, pressupõe-se o conhecimento prévio sobre circuitos eletrônicos analógicos e digitas aplicados à instrumentação, fundamentação sobre transdutores e condicionadores de sinais, metrologia básica, tratamento de incertezas de medição e calibração de sistemas de medição. A apostila Metrologia e Eletrônica Básica para Experimentação, de autoria do Prof. Carlos Alberto Flesch (Flesch, 1997) contempla estes itens.

Considera-se, também, que o leitor possua o conhecimento de fundamentos de hidráulica e pneumática, englobando os principais tipos de componentes e circuitos básicos. Esta apostila restringese à aplicação dos sistemas hidráulicos e pneumáticos em pesquisa experimental, enfatizando-se aspectos referentes à montagem e operação segura destes.

2 - SISTEMAS AUTOMÁTICOS

Por sistemas automáticos entende-se a classe de sistemas que integram os componentes que realizam as ações físicas ou químicas juntamente com as funções de controle e processamento de informações, possuindo a propriedade de operarem de modo autônomo, ou seja, por si mesmos. Porém, este nível de automatismo e, correspondentemente, o grau de independência do ambiente externo, pode envolver desde o controle de apenas uma variável até, por exemplo, o gerenciamento e controle de todo um processo.

As ações físicas ou químicas caracterizam-se essencialmente pela modificação do fluxo de matéria e energia através do sistema. São os casos, por exemplo, de um circuito hidráulico em que sua operação baseia-se na conversão, transferência e controle de energia hidráulica; ou de uma linha de produção que recebe matéria prima e, após diversas operações como separação, usinagem, transporte, empacotamento etc., fornece o produto acabado.

Todavia, o processamento físico ou químico depende da existência de instrumentos e/ou software para a extração de informações do processo e para a modificação do estado do processo.

Observando-se esta categoria de sistemas técnicos, percebe-se que a operação de um sistema energético ou material depende da ação de um sistema de informação, humano ou não, capaz de extrair informações do primeiro, processá-las e, posteriormente, utilizá-las para alterar o fluxo energético e/ou material. Desta forma, um sistema automático pode ser modelado estruturalmente como um sistema de informação acoplado a um sistema energético e/ou material através de canais de informação internos.

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Além da troca de informações entre estes dois subsistemas, há também o recebimento e fornecimento de energia, matéria e informação em relação ao ambiente externo. Esta perspectiva é modelada segundo a figura 2.1 utilizando-se a notação em rede C/A (De Negri, 1997).

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