O tubo de Bourdon é um sensor mecânico de pressão. Como ele pode ser combinado com outros componentes para formar um sistema de medição de pressão no qual sua saída seja um sinal de tensão? Esboce um setup experimental possível, faça a sua representação através de seus elementos funcionais e explique o seu funcionamento.

Passo 1

Então, vamos lá! A questão fala sobre o tubo de Bourdon, que é um sensor mecânico usado para medir pressão. A gente precisa descobrir como combinar esse tubo com outros componentes para criar um sistema que, ao medir a pressão, nos dê um sinal de tensão elétrica. Para resolver isso, vamos precisar entender como o tubo de Bourdon funciona, como transformar seu movimento em um sinal elétrico e quais componentes usar para isso tudo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o tubo de Bourdon. Ele é um dispositivo em forma de tubo curvado que, quando submetido a uma pressão interna, tende a se endireitar proporcionalmente à pressão aplicada. Esse movimento físico é a base para medir a pressão.

Passo 3

Agora, precisamos transformar esse movimento do tubo em um sinal elétrico de tensão. Para isso, vamos usar um transdutor, que é um componente que converte uma forma de energia em outra. No nosso caso, queremos converter o movimento mecânico em um sinal elétrico.

Passo 4

Um tipo comum de transdutor para essa finalidade é o strain gauge (extensômetro). Ele é um sensor que muda sua resistência elétrica quando é deformado. Vamos fixar um strain gauge na parte do tubo de Bourdon que se move quando a pressão é aplicada.

Passo 5

À medida que a pressão faz o tubo se mover, o strain gauge também se deforma, causando uma variação na sua resistência elétrica. Para transformar essa variação em um sinal de tensão utilizável, precisamos de um circuito ponte de Wheatstone. Esse circuito ajuda a detectar mudanças precisas na resistência do strain gauge.

Passo 6

Depois de termos a variação de resistência convertida em uma tensão, podemos precisar ajustar esse sinal para torná-lo mais útil ou compatível com outros dispositivos. Para isso, usamos um amplificador operacional (op-amp), que pode amplificar o sinal de tensão obtido da ponte de Wheatstone.

Passo 7

Por fim, podemos adicionar um filtro para eliminar ruídos indesejados e um calibrador para garantir que a relação entre a pressão aplicada e a tensão de saída seja precisa e linear.

Resposta

Então, combinando o tubo de Bourdon com um strain gauge, uma ponte de Wheatstone, um amplificador operacional e filtros, conseguimos montar um sistema de medição de pressão que traduz o movimento mecânico do tubo em um sinal de tensão elétrica preciso.

Exercícios relacionados

Responda com V (Verdadeiro) ou F (Falso). Corrija a alternativa se julgá-la falsa.
( ) À medida que a temperatura aumenta, a resistência de um PTC diminui e a de um NTC aumenta.
Utilizando integração por partes, escreva quem é e e em cada item. Em seguida, resolva a integral.
(d)
Determine o comprimento da curva
Nos exercícios 22 a 29 , use a fórmula , quando , para obter uma série de potências que represente cada expressão, especificando os valores de para os quais a representação é válida.
22)