Sistema eletro-eletrônico para medição direta de torque em dispositivos girantes utilizando extensômetros de resistência elétrica

Abstract

Neste trabalho propõe-se um sistema para medição de torque em dispositivos girantes, que utiliza extensômetros de resistência elétrica colados nos próprios elementos constituintes do arranjo mecânico sob análise. Um conjunto de circuitos eletrônicos foi especialmente desenvolvido para o sensoreamento das pequenas deformações que ocorrem nos disposotivos girantes. O sistema opera sem contato eletro-mecânico entre a parte estacionária e a parte girante. Para tanto desenvolveu-se também uma metodologia de projeto e construção de transformadores rotativos que são utilizados para transferência da energia que alimenta os circuitos eletrônicos solidários ao elemento mecânico instrumentado. Também foi necessário utilizar um transmissor em freqüência modulada do sinal elétrico proporcional ao torque medido. Uma análise comparativa, dos resultados obtidos entre os sistemas existentes e aqueles alcançados com a técnica proposta neste trabalho, demonstra sua aplicabilidade em diversas situações práticas.

A torque measurement system for rotating devices is proposed in this work through the use of bonded strain gages directly applied on the mechanical elements which belong to the device under analysis. Electronic circuits, specially developed to detect low strain signals on the rotating elements, are presented. Eletro-mechanical contact between rotating and stationary parts is not necessary. To do this a methodology to design and build rotating transformers, used for energy transfer to feed the electronic circuits attached to the rotating parts, is developed as well as a frequency modulated system to transmit the electrical signal which is proporcional to measured torque. A comparative analysis between existing systems and the proposed technique presented in this work demonstrates its applicability to severa1 practical cases.