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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2016.tde-01072016-114532
Documento
Autor
Nome completo
Victor Keniti Sakano
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2016
Orientador
Banca examinadora
Pileggi, Rafael Giuliano (Presidente)
Betioli, Andrea Murillo
Rehder, Gustavo Pamplona
Título em português
Metodologia para aquisição de sinal elétrico e tratamento de dados em reômetros servo controlados.
Palavras-chave em português
Ensaios de cisalhamento
Filtro digital
Reologia
Reômetro
Sinal analógico
Software de pós-tratamento
Resumo em português
A ciência na qual se estuda a deformação de um fluido no qual é aplicada uma tensão de cisalhamento é conhecida como reologia e o equipamento utilizado para a realização dos ensaios é chamado de reômetro. Devido a impraticabilidade de uso de reômetros comerciais, diversos pesquisadores desenvolveram reômetros capazes de analisar suspensões de macropartículas, baseados nos mesmos princípios de funcionamento dos equipamentos já existentes. Em alguns casos, a medição do torque do motor é realizada pela aquisição da tensão, uma vez que esta é proporcional ao torque. Entretanto, para melhor compreensão do resultado e para evitar a possibilidade de conclusões precipitadas, vê-se necessária correta interpretação do sinal elétrico, precisando avaliar qual frequência do sinal é relevante para o ensaio e, também, qual a melhor taxa de amostragem. Além da aquisição, para que o ensaio reológico seja realizado com precisão, é indispensável ótimo controle da taxa ou tensão do motor e uma alternativa é a utilização de um servomotor e um servoconversor. No caso desse ser comercial é essencial saber configurá-lo. Para facilitar o usuário leigo, alguns pesquisadores desenvolveram softwares para controle do equipamento e análise dos dados. Assim, o presente trabalho tem como objetivo propor uma metodologia para compreender o sinal aquisitado de um reômetro servo controlado e desenvolvimento do software de análise para o tratamento dos dados obtidos a partir de ensaios reológicos. Verificou-se a melhor configuração do servocontrolador, a melhor taxa de amostragem, de no mínimo 20 amostras/segundo, e, também, desenvolveu-se um filtro digital passa-baixa do tipo FIR para remover a frequência indesejada. Além disso, foi desenvolvido um software utilizando uma rotina em Matlab e uma interface gráfica do usuário (Graphical User Interface - GUI), para o pós-processamento dos dados para auxiliar o usuário leigo no tratamento e interpretação do resultado, que se mostrou eficaz.
Título em inglês
Methodology for electric signal acquisition and data processing for servo controlled rheometer.
Palavras-chave em inglês
Analog signal
Digital filter
Pos-processing software
Rheology
Rheometer
Resumo em inglês
Rheology is the study of the behavior of material in fluid state. Rheometer is the equipment used to perform rheological measurements. Because of the impracticability of commercial rheometer, many researchers have developed rheometer able to analyze macro particles suspension, based on the principle of operation of the existing equipment. In some cases, measurement of the motor torque is performed by acquiring voltage signal, since is proportional to torque. However, for better understanding of the rheological results, it is necessary to understand the electrical signal, evaluating which signal frequency is relevant and what is the best sample rate. In addition, for an accurate rheological testing, it is essential a precise control of the shear rate or shear stress of the motor and a good alternative is the use of a servomotor and a drive. In the case of the drive being commercial, it is essential to know how to configure it. To turn rheometer user-friendly, some researchers have developed software to control the equipment and to analyze data. Thus, this dissertation propose a methodology to understand the electrical signal of a servo controlled rheometer and development of analysis software to process the data obtained from rheological tests. It has been found the best configuration of the servo drive, minimum sampling rate of 20 samples/second, and development of a low pass digital filter to remove unwanted frequency. In addition, was developed a software using a Matlab routine and a Graphical User Interface (GUI) to assist the user in the processing and interpretation of the result.
 
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Data de Publicação
2016-07-01
 
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