Desenvolvimento de equipamento para medição de diâmetros através do método dos três pontos

Abstract

O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um equipamento para medição de diâmetros para uso em componentes de grandes dimensões. O princípio de funcionamento adotado se baseia no teorema matemático segundo o qual três pontos definem uma circunferência única. A partir das coordenadas de dois apalpadores fixos na estrutura e de um apalpador móvel, cuja posição é medida com um transdutor indutivo, um circuito eletrônico calcula o raio do mensurando. Devido à falta de linearidade do comportamento da função que relaciona o raio do mensurando com a coordenada móvel, é desenvolvido um mecanismo baseado no elipsógrafo que funciona como uma interface entre o transdutor e o apalpador. Desta forma, se obtém uma função de transferência com comportamento mais linear, reduzindo as incertezas de medição e aumentando a resolução do aparelho. Os resultados mostram que este mecanismo é de fato capaz de aprimorar o funcionamento do instrumento de medição. Porém, o protótipo possui precisão inferior aos produtos similares disponíveis no mercado, o que pode ser explicado pela sua faixa de medição maior e pelo custo reduzido com que o protótipo foi construído.

This work concerns a diameter gauge designed for measuring large components. The device’s design is based on the mathematical theorem that states that three points uniquely define a circle. Given the fixed coordinates of two contact points in the frame, and the variable coordinate of a moving contact connected to an inductive transducer, the circuit can calculate the cylinder’s diameter. Due to the non-linear behavior of the function that relates the measuring radius to the moving coordinate, a mechanism based on the ellipsograph is inserted as an interface between the transducer and the contact point. This way, a new transfer function, with a more linear behavior, is obtained, thus reducing the uncertainties and improving the device’s resolution. Although the results show that this mechanism can, in fact, enhance the characteristics of the gauge, the prototype has less precision than the similar gauges available in the market, which is understandable due to its broader measuring range and the usage of some low cost materials.