Medições e Experimentos laboratório Metrologia

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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA

Departamento de Engenharia Mecânica

Laboratório de Metrologia e Instrumentação – MEC0247 A

Professor Eduardo Nabinger

Período Letivo: 2015/2

RELATÓRIO DE MEDIÇÕESE EXPERIMENTOS – AULAS PRÁTICAS – 30-06 e 07-07.

Jacson Fabiano Zoto

Caxias do Sul, 07 de Julho de 2015

INDICE

1 AULA PRÁTICA 1 - EXTENSOMETRIA – STRAIN GAUGE......................................... 3

2 AULA PRÁTICA 1 – PLATAFORMA DE FORÇA TRIDIMENSIONAL...................... 7

3 AULA PRÁTICA 1 – TERMOPAR..................................................................................... 9

4 AULA PRÁTICA 1 – RESISTÊNCIA ELÉTRICA - TERMISTORES ............................ 11

5 AULA PRÁTICA 2 – FONTES DE ERRO NOS EXPERIMENTOS .............................. 15

1 AULA PRÁTICA 1 – EXTENSÔMETRO – STRAIN GAUGE

1.1 OBJETIVO

     Medição experimental de tensões e deformações em estruturas mecânicas.

     Os extensômetros elétricos são largamente utilizados para medir deformações em estruturas como pontes, máquinas, locomotivas, navios e ainda associados a transdutores para medir pressão, tensão, força e aceleração. São ainda associados a outros instrumentos de medidas para uso desde análise experimental de tensão até investigação e práticas médicas e cirúrgicas. Para a formação de todo o conceito que será desenvolvido no decorrer do trabalho, foram usados alguns conhecimentos advindos da eletricidade, como por exemplo a Ponte de Wheatstone, representada pela figura a seguir e pela equação:

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1.1.1 STRAIN GAUGE

      O funcionamento do Strain Gauge segue a seguinte ideia, quando uma barra metálica é esticada, ela sofre um alongamento em seu comprimento e também uma diminuição do seu volume, resultado da diminuição da área da seção transversal desta barra. A resistência elétrica da metálica aumenta quando esta barra é esticada, também resultado da diminuição da área da seção transversal e do aumento do comprimento da barra. Da mesma maneira, quando a barra é comprimida, a resistência diminui devido ao aumento da área transversal e diminuição do comprimento.

A relação entre comprimento e dimensão da seção transversal pode ser expressa através do coeficiente de Poisson:

n = -(dD/D)/dL/L = eL / ea

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1.1.2 EQUIPAMENTO

Strain Gauge.

Strain Indicator 3800

Estrutura metálica para medição da deformação.

Balança

Temperatura ambiente: 20 °C.

1.1.3 EXPERIMENTO REALIZADO

a) Foi utilizado um adaptador para auxiliar a conexão do Strain Gauge com o Strain Indicator 3800;

b) Conetou-se o strain gauge axial à viga com maior deformação;

c) Conectou-se o strain gauge transversal;

e) Adotou-se combinações entre os strain gauges;

d) A conexão dos fios aconteceu da forma seguinte: +P, –P e –S, ponte e +S, -S, tensão de saída;

e) Verificou-se com um resistor a resistência elétrica, a mesma era 120V;

f) Foi utilizado ¼ de ponte para este experimento;

g) Colocou-se o –S no resistor de 120V;

h) Mediu-se axialmente ¼ de ponte, encontrando a tração;

i) Realizou-se a tara do equipamento após configura-lo para ¼ de ponte;

j) Outras medições foram realizadas;

k)Fórmula para Cálculo utilizada:     ε.K= ∆R/R0

 

1.1.4 DADOS COLETADOS

¼ Ponte Axial
Combinações dos Pesos	Resultado	Pesos	Valores
498,90g	0177 µ s.g.	Peso 1	498,90g
1008,49g	0360 µ s.g.	Peso 2	509,59g
1517,98g	0543 µ s.g.	Peso 3	509,49g
2027,41g	0732 µ s.g.	Peso 4	509,93g

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1.1.5 CONCLUSÃO DA ANALISE

       O objetivo neste ponto era encontrar a tensão, e após realizada as analises com os dados acima obtidos, calculou-se verificou-se que o erro quadrático apresentado foi de 0,999, de acordo com a classificação de erro para este tipo de ensaio, considera-se que o sensor (strain gauge) avaliado é bom para este tipo de experimento, podendo assim confiar nos valores encontrados com foco em conhecer a tensão sofrida pela barra metálica.

     Para todos os demais experimentos, levar em conta a equação da reta, que serve para determinar um valor resultante, caso conheçamos o peso que iremos utilizar no experimento.

1.2 ANALISE REALIZADA COM STRAIN GAUGE SENTIDO TRANSVERSAL

       Nesta etapa foi repetido todo o passo-a-passo descrito para o estudo com o strain gauge axial, as particularidades para esta analise são o ajuste do equipamento para o Strain Gauge Transversal, com o objetivo de medir a compressão. Os valores utilizados e analisados durante esta experiência serão mostrados na tabela a seguir.