PT83393B - Extensometro de pelicula espessa para detectar tensoes e deformacoes em elementos e estruturas mecanicos - Google Patents
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Description
MARELLI AUTRONICA S.p.A.
Extensómetro de película espessa para detectar tensões e deformações em elementos e estruturas mecânicos
A presente invenção refere-se a um extensómetro para detectar tensões ou deformações em elementos ou estruturas me cânicos .
objecto da presente invenção consiste em proporcionar um extensómetro que pode ser fabricado de maneira simples e económica, que tem um uso versátil e uma sensibilidade muito elevada ãs tensões e às deformações a detectar.
Segundo a presente invenção, esse objecto é atingido por meio de um extensómetro caracterizado por compreender um substra-
to de suporte sob a forma de uma placa fina, feita de um material isolante electricamente, de preferência cerâmica, em uma de cujas faces se aplica pelo menos uma resistência de película espessa, estando o referido suporte adaptado para se fixar rigidamente com a outra face a um elemento ou estrutura cujas tensões ou deformações se pretende detectar localmente, de modo que as tensões ou deformações determinem através do substrato deformações correspon dentes da referida pelo menos uma resistência de película espessa.
De acordo com uma outra característica o referido substrato está provido na outra face de uma camada de um material de cola ou de cimento.
Oomo alternativa, o referido substrato pode estar provido de meios de ligação mecânica ou aperto adaptados para ρβχ mitir a sua fixação no referido elemento ou estrutura.
Outras características e vantagens do extensómetro segundo a presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição de pormenor que se segue com referência aos desenhos anexos, dados puramente a título de exemplo não limitativo e cujas figuras representam:
A fig. 1, uma vista em perspectiva de um detector segundo a presente invenção;
A fig. 2, uma outra vista em perspectiva de um sensor se, gundo a presente invenção;
A fig. 3, uma vista em planta de um outro sensor segundo a presente invenção;
A fig, 4, uma vista em perspectiva que mostra uma maneira de aplicar o sensor segundo a presente invenção num elemen to mecânico;
A fig. 5, uma vista em perspectiva de outro elemento mecânico provido de quatro sensores segundo a presente invenção;
A fig, 6, um esquema eléctrico que mostra um exemplo de ligação eléctrica dos sensores aplicados ao elemento represen tado na fig. 5;
A fig. 7, uma vista em perspectiva que mostra uma maneira diferente de fixar um sensor segundo a presente invenção num elemento mecânico;
A fig. 8, uma vista em perspectiva que ilustra Uma manei ra de montar dois sensores segundo a presente invenção e um circuito electrónico para o processamento dos sinais por ele
gerados;
A fig. 9, uma vista em alçado lateral, com corte parcial, de um veio no qual é montado o dispositivo representado na fig. 8; e
A fig. 10, uma vista em perspectiva que mostra outra maneira de montar o sensor segundo a presente invenção.
Com referência à fig. 1, a forma de realização mais simples de um sensor (S) segundo a presente invenção compreende uma placa fina (1) de material isolante electricamente, de preferência cerâmica. Numa face da referida placa é depo sitada uma resistência de película espessa (R) por técnicas de serigrafia bem conhecidas. Na mesma face da placa estão aplicados trajectos metálicos (2) e (3), que estão ligados à resistência (R) e que permitem a ligação a outros dispositivos, por exemplo outras resistências idênticas, ou circuitos de processamento exteriores.
Na fig. 2 está representado um sensor em cuja placa de suporte (1) estão aplicadas duas resistências de película espessa (R) e (R’) e os respectivos trajectos metálicos (2,3) e (2',3’). As resistências (R) e (R’) podem ter a mesma for ma ou formas diferentes, bem como o mesmo valor ou valores diferentes.
A fig. 3 representa um sensor (S) segundo a presente invenção, no qual na mesma placa de suporte estão depositadas quatro resistências de película espessa (R), (R’), (R) θ (r9.
Como se representa por exemplo na fig. 4, um sensor (S) pode ser aplicado num elemento mecânico por interposição
de uma camada (B) de uma cola ou um cimento.
A fig. 5 mostra uma outra maneira de utilizar sensores segundo a presente invenção: em duas faces opostas da porção prismática intermédia (5a) de um peruo (5) estão colados quatro sensores (S) de acordo com a presente invenção. Os referi dos sensores podem estar ligados electricamente, de maneira conveniente, uns aos outros da maneira representada na fig. 6, na qual (R) indica a resistência de película espessa dos senso res (S). Numa diagonal do circuito em ponte é aplicada uma tensão contínua de alimentação e entre os vértices da outra diagonal, quando em utilização, há uma tensão (V) disponível que varia em função da amplitude das tensões a que o perno (5) está sujeito.
Outra aplicação dos sensores segundo a presente inveji ção está representada na fig. 8. Nesta figura uma peça metálica indicada em (10) tem duas porções terminais cilíndricas (10a) e (10b) e uma porção prismática intermédia (10c). Sn duas faces opostas da porção prismática intermédia estão apli cados dois sensores (S) segundo a presente invenção, do tipo ilustrado na fig. 2, isto é, tendo cada um deles duas resistên cias de película espessa. Na vizinhança de cada um dos senso res, na porção intermédia (10c), está colado um circuito ampli ficador electrónico indicado em (11), que está montado numa placa isolante (12) colada na peça (10) por meio de uma cola macia adaptada para amortecer as vibrações. Os sensores (S) estão ligados ao circuito (11) por meio de fios (13) e (14), enquanto os fios através dos quais o circuito (11) é alimentado e o sinal por ele gerado é fornecido estão indicados por (15).
•5
A forma de realização representada na fig. 8 torna pos sível detectar tensões de torção e de flexão que actuam no ele mento (10). Esta forma de realização pode ser usada da maneira ilustrada na fig. 9, para detectar as tensões que actuam num veio (50): para isso, o dispositivo representado na fig. 8 é montado numa cavidade axial (50a) numa extremidade do veio. As porções terminais cilíndricas do referido dispositivo podem ser fixadas em porções correspondentes com um diâmetro menor da cavidade do veio (50), por meio de cola, cimento ou outros meios de imobilização já conhecidos, por exemplo cavilhas ou chavetas, ete.. Os condutores de saída e de alimentação (15) do amplificador (11) podem tornar-se acessíveis do exterior do veio (50) através de um furo (51) feito por exemplo como se ilustra.
Na fig. 10 está ilustrado um outro exemplo de realiza ção de um sensor (S) segundo a presente invenção numa peça me cânica (w) para detectar em particular tensões de torção e de flexão. A peça (W) tem ‘□ma forma cilíndrica com uma porção intermédia (60) com um diâmetro menor. Na superfície de uma faceta ou recorte (61) da referida porção intermédia está apli cado um sensor (S) segundo a presente invenção.
sensor segundo a presente invenção pode ser fixado em elementos ou estruturas mecânicos por meio de colas ou cimento s, mas também por outroe processos, por exemplo pelo processo representado na fig. 7: o sensor é aplicado na superfície de um elemento (W) e é bloqueado contra o referido elemen to por meio de peças de aperto (20) e (30) que são fixadas no elemento (W) por meio de parafusos (25) enroscados em furos
roscados correspondentes abertos na peça (W). Convenientemeji te, as placas (20) e (30) têm na respectiva face voltada para 0 elemento (w) cavidades respectivas adaptadas para receber porções terminais correspondentes do substrato do sensor.
Qualquer que seja a maneira de ligar o sensor segundo a presente invenção a um elemento ou estrutura para detectar tensões ou deformações, 0 sinal que se obtém possui um nível bastante mais elevado do que 0 nível dos sinais disponíveis quando se utilizam extensómetros convencionais, sensor segundo a presente invenção pode usar-se con venientemente em situações muito diversas e em particular para detectar tensões e deformações em veios, eixos de oscilação, outros eixos, molas lâminas, etc.. Pode também ser usado para detectar tensões e deformações de reservatórios, cana lizações, tubagens, etc., bem como para detectar vibrações, deformações e alongamentos em chapas, em particular de vidro, de cristal e similares. 0 sensor pode igualmente ser usado como detector de vibrações em dispositivos anti-roubo.
sensor pode também ser usado convenientemente para detectar tensões e deformações em paredes, colunas, pavimen tos, etc., bem como em aparelhos de pesagem.
Naturalmente, a presente invenção cobre todas as formas de realização que permitem conseguir os mesmos resultados úteis por meio da mesma ideia inventiva.
Claims (7)
- Reivindicações-71.- Extensómetro para detectar tensões e deformações em elementos ou estruturas mecânicos, caracterizado por compreender um substrato de suporte (1) sob a forma de uma placa, feita de um material isolante eléctrico, de preferência material cerâmico, em uma de cujas faces se deposita pelo menos uma resistência de pelí cula espessa (R), estando o referido substrato de suporte (1) adap tado para se fixar rigidamente com a sua outra face num elemento ou estrutura (W;10) cujas tensões e deformações se pretende detectar localmente, de modo que as referidas deformações ou tensões determinam através do substrato (1) deformações correspondentes da ou das resistências de película espessa (R).
- 2.- Extensómetro de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizado por o referido substrato (1) na referida outra face estar provido de uma camada de material de cola ou cimento para a ligação a um elemento ou estrutura.
- 3. Extensómetro de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por estar provido de meios de fixação de aperto (20,25,30) para fixação do extensómetro num elemento ou estrutura (W).
- 4. - Extensómetro de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o referido substrato (1) ter de preferência uma forma quadrangular.
- 5. - Extensómetro de acordo com as reivindicações 3 e 4, caracterizado por os referidos meios de fixação por aperto compreenderem duas placas (20,30) adaptadas para apertar dois lados opos- tos do substrato (1) sobre a superfície de um elemento ou estrutura (W), estando as referidas placas (20,30) ligadas ao referido elemento ou estrutura (W) por meio de parafusos (25) ou elementos análogos.
- 6.- Extensómetro de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por estar provido de preferência de pe- lo menos duas resistências de película espessa (R,R').
- 7.- Extensómetro de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o referido substrato (1) estar provido além disso de pistas de superfície metãlica(2,3) ligadas à referida ou às referidas resistências (R) para a ligação da referida ou referidas resistências (R) a circuitos exteriores (11).Lisboa, 17 de Setembro de 1986O Agente Oftciai da Propriedade industrialRESUMOExtensõmetro de película espessa para detectar tensões e deformações em elementos e estruturas mecânicosA invenção refere-se a um extensõmetro para detectar tensões e deformações em elementos e estruturas mecânicos que compreende um substrato de suporte sob a forma de uma placa fina, feita de um material isolante da electricidade, de preferência material cerâmico que leva numa face pelo menos uma resistência de película espessa, estando o referido substrato de suporte adaptado para ser fixado firmemente com a sua outra face num elemento ou estrutura cujas ten sões e deformações devem ser detectadas localmente, de modo que as referidas tensões e deformações determinam através do substrato de formações correspondentes da referida resistência ou resistências de película espessa.
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