Desenvolvimento e implementação de uma plataforma para monitoramento estrutural utilizando sensores extensométricos conectados em rede

• Main Author: Valter Luís Arlindo de Camargo
• Other Authors: Fernando Cardoso Castalo .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Tecnologia e Urbanismo. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica 2008
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000146324

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema para medição de esforços e deformação mecânica em estruturas civis utilizando extensômetros elétricos de resistência (Strain-Gauges), implementado por circuitos de condicionamento de sinais e com capacidade para comunicação de dados em rede. A motivação deste trabalho reside no aspecto relacionado à segurança pública com o monitoramento das condições estruturais em obras da construção civil. Em sistemas convencionais, quando se deseja medir simultaneamente vários pontos espalhados espacialmente pela estrutura, utilizando um sistema de aquisição de dados centralizado, a fiação deve percorrer um longo caminho, estando sujeita à captação de radiação eletromagnética e atenuação de sinal, o que pode comprometer a confiabilidade da medida. O sistema a ser desenvolvido deve atender a critérios tais como portabilidade, facilidade de calibração e configuração, meio de transmissão confiável e de baixo custo, assegurando uma maior confiabilidade do sinal captado e redução do custo da manutenção e de instalação. Para este propósito, será empregada uma combinação de microcontroladores de baixo custo, operação através de software flexível e um sistema condicionador de sinal de alta eficiência, obtendo-se assim, uma alta taxa de coleta de dados com capacidade de comunicação em rede. O sistema desenvolvido apresenta características multifunção, ou seja, não é limitado à leitura apenas de sinais de esforços e deformações, mas pode também ser utilizado, com as devidas adaptações do sistema condicionador de sinal, para medição de sinais de outra natureza, como por exemplo, temperatura e umidade. Após uma introdução aos princípios básicos de medições utilizando extensômetros elétricos e de técnicas de condicionamento do sinal, o sistema de comunicação em rede é apresentado, seguido de uma discussão sobre o processo de aquisição de dados e calibração. Finalmente, os resultados são apresentados e discutidos. === This paper describes the development of a system for stress and mechanical deformation measurement in civil structures using strain gauges, implemented using a signal conditioning circuit and featured for network data communication. The motivation of this work is related with the concern of public safety with the monitoring of conditions of civil structures buildings. In conventional systems, when you wish to measure simultaneously several points spatially spreaded by the structure, using a centralized data acquisition system, the wiring should go a long way and therefore subject of capturing electromagnetic radiation and signal attenuation, which can compromise the reliability of the measurement. The system being developed must meet criteria such as portability, ease of calibration and configuration, means of transmission reliable and low cost, ensuring greater reliability the signal received and reducing the cost of maintenance and installation. For this purpose, will be employed a combination of lowcost microcontrollers, operating through flexible software and a signal conditioning system, high-efficiency, obtaining thus a high rate data collection with the ability of communication in network. The system developed gives multifunction characteristics, or is not only limited to reading stress and deformations, but can also be used, with appropriate adjustments to the system of signal conditioner, for measurement signals of other kinds, such as temperature and humidity. After an introduction to the basic principles of measurements using strain gauges and techniques of signal conditioning, the network communication system is presented, followed by a discussion of data acquisition system and its calibration process. Finally, the results are presented and discussed.