Medição de deslocamento utilizando um transformador diferencial variável linear baseada em técnicas de estimação.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2005 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG |
Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3159 |
Resumo: | O transformador diferencial variável linear (Linear Variable Differential Transformer, LVDT) é um sensor de deslocamento, do tipo indutivo, utilizado na medição de deslocamento linear. Com a aplicação de uma tensão ao enrolamento primário e com a movimentação do núcleo do LVDT, tem-se uma variação da indutância mútua entre os enrolamentos primário e secundários. Como conseqüência, tem-se uma tensão induzida nos enrolamentos secundários, proporcional a este deslocamento. Para que este sinal seja compatível com um sistema de aquisição de dados, necessita-se do seu condicionamento. Um LVDT comercial é vendido em conjunto com um condicionador de sinal, sistema este próprio do fabricante. O sistema é calibrado pelo fabricante e então utilizado pelo usuário. Várias técnicas para a realização do condicionamento do sinal do LVDT tem sido propostas. Nesta dissertação, propõe-se para a extração do sinal do deslocamento do LVDT, a técnica de estimação de parâmetros, baseada no modelo matemático do LVDT. O modelo matemático do LVDT é obtido através da lei de Kirchoff das tensões, aplicada ao seu circuito elétrico equivalente. Para a estimação dos parâmetros do LVDT, utiliza-se o modelo contínuo do tempo. Faz-se uma análise de sensibilidade paramétrica do modelo contínuo do LVDT. Os algoritmos de estimação utilizados nesta dissertação são os mínimos quadrados e sua versão recursiva. Através do desenvolvimento de dois métodos, que utilizam os parâmetros do modelo do LVDT como funções do deslocamento do LVDT, estima-se o sinal do deslocamento do seu núcleo. A técnica proposta é avaliada via simulação numérica. Finalmente, a técnica é avaliada através de experimentos, onde realiza-se uma análise semelhante aos estudos de simulação, que ilustram a viabilidade deste conceito de implementação. |
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Medição de deslocamento utilizando um transformador diferencial variável linear baseada em técnicas de estimação.Displacement measurement using a linear variable differential transformer based on estimation techniques.Sensores - Regulagem Automática.Sensores de Deslocamento.Estimação de Parâmetro - Engenharia Elétrica.Condicionamento de Sinal - Engenharia Elétrica.LVDT - Engenharia Elétrica.Sensors - Automatic adjustment.Displacement Sensors.Parameter Estimation - Electrical Engineering.Signal Conditioning - Electrical Engineering.LVDT - Electrical Engineering.Engenharia Elétrica.O transformador diferencial variável linear (Linear Variable Differential Transformer, LVDT) é um sensor de deslocamento, do tipo indutivo, utilizado na medição de deslocamento linear. Com a aplicação de uma tensão ao enrolamento primário e com a movimentação do núcleo do LVDT, tem-se uma variação da indutância mútua entre os enrolamentos primário e secundários. Como conseqüência, tem-se uma tensão induzida nos enrolamentos secundários, proporcional a este deslocamento. Para que este sinal seja compatível com um sistema de aquisição de dados, necessita-se do seu condicionamento. Um LVDT comercial é vendido em conjunto com um condicionador de sinal, sistema este próprio do fabricante. O sistema é calibrado pelo fabricante e então utilizado pelo usuário. Várias técnicas para a realização do condicionamento do sinal do LVDT tem sido propostas. Nesta dissertação, propõe-se para a extração do sinal do deslocamento do LVDT, a técnica de estimação de parâmetros, baseada no modelo matemático do LVDT. O modelo matemático do LVDT é obtido através da lei de Kirchoff das tensões, aplicada ao seu circuito elétrico equivalente. Para a estimação dos parâmetros do LVDT, utiliza-se o modelo contínuo do tempo. Faz-se uma análise de sensibilidade paramétrica do modelo contínuo do LVDT. Os algoritmos de estimação utilizados nesta dissertação são os mínimos quadrados e sua versão recursiva. Através do desenvolvimento de dois métodos, que utilizam os parâmetros do modelo do LVDT como funções do deslocamento do LVDT, estima-se o sinal do deslocamento do seu núcleo. A técnica proposta é avaliada via simulação numérica. Finalmente, a técnica é avaliada através de experimentos, onde realiza-se uma análise semelhante aos estudos de simulação, que ilustram a viabilidade deste conceito de implementação.The Linear Variable Differential Transformer (LVDT) is a displacement sensor, used for linear displacement measurements. The displacement of the LVDT core varies the mutual inductance between the primary and secondaries coils, consequently, there is a voltage in the secondary coils, proportional to this displacement. The conditioning of this signal is used to compatibility of the data acquisition system. A commercial LVDT is sold together with a signal conditioner, being this proper system manufacturer. The system is calibrated by manufacturer and so, used by user. Many techniques have been proposed for signal conditioning LVDT. In this dissertation, presents for extracting of the displacement signal from the LVDT sensor, the use a model based system identification technique. The LVDT mathematical model is obtained through application Voltage Kirchoff’s law, to the equivalent electrical circuit. To parameter estimation of the LVDT is used the time-continuous model. Carry out the analysis of parametric sensibility in the time-continuous model from LVDT. The estimation algorithms used in this dissertation are least squares criterion and its recursive version. Through the development of two methods, that utilize the parameters of LVDT‘s model, as a displacement function, estimate the displacement signal from its core. The technique proposed is valued at numerical simulation. Finally, the technique is valued at through experiments, where carry out a similar analysis to the simulation results, which shows the viability the concept this implementation.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGROCHA NETO, José Sérgio da.ROCHA NETO, J. S.http://lattes.cnpq.br/9085919442313408LIMA, Antonio Marcus Nogueira.LIMA, A. M. N.http://lattes.cnpq.br/2237395961717699OLIVEIRA, Alexandre Cunha.SOUZA FILHO, Eurico Bezerra de.DEEP, Gurdip Singh.COSTA JÚNIOR, Ademar Gonçalves da.2005-122019-03-19T17:21:17Z2019-03-192019-03-19T17:21:17Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3159COSTA JÚNIOR, Ademar Gonçalves da. Medição de deslocamento utilizando um transformador diferencial variável linear baseada em técnicas de estimação. 2005. 113f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba Brasil, 2005.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-06-10T21:02:49Zoai:localhost:riufcg/3159Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-06-10T21:02:49Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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