Vibrações causadas por máquinas com elementos mal fixados ou mal centralizados podem ser perigosas até mesmo para a estrutura de um prédio. Uma maneira de se verificar as vibrações e até mesmo ter uma idéia de sua intensidade é fazendo o uso de um sensor apropriado. Nesse artigo descrevemos um sensor simples que pode ser usado para indicar a intensidade das vibrações de uma máquina ou ainda de um piso de fábrica, ou mesmo fazer sua visualização num osciloscópio.
O circuito que descrevemos nada mais é do que um sismógrafo simplificado, capaz de detectar vibrações de baixas e médias freqüências acionando um indicador analógico.
Também temos uma saída que permite visualizar as vibrações num osciloscópio, o que é interessante para se identificar picos de freqüências indesejáveis.
Lembramos que a ressonância de de partes de uma máquina ou mesmo de uma estrutura ocorre na maioria das vezes em frequências muito baixas e vibrações intensas e continuadas nessas freqüências podem ser extremamente perigosas.
O circuito utiliza um amplificador operacional com transistores de efeito de campo na entrada e como transdutor uma bobina que é adaptada conforme mostra a figura 1.
Um pequeno imã é preso é a uma peça sensível às vibrações, formando assim o sensor. Esse sensor pode ser instalado na própria caixa do aparelho, a qual será apoiada no local em que se deseja medir as vibrações.
O ganho do circuito depende de R3, podendo esse componente ser aumentado ou substituído por um potenciômetro de ajuste de sensibilidade.
A bobina pode ser o enrolamento primário de um pequeno transformador de alimentação, do qual o núcleo de chapas de ferro tenha sido retirado.
A alimentação do circuito é feita com 4 pilhas pequenas.
Na figura 2 temos o circuito completo do sensor de vibrações.
Uma placa de circuito impresso para sua montagem é sugerida na figura 3.
O instrumento pode ser qualquer microamperímetro de 100 ou 200 uA de fundo de escala. No trimpot P1 ajusta-se o circuito para que a deflexão máxima do instrumento não ultrapasse seu fundo de escala.
Caso o montador não disponha de um microamperímetro, pode usar o multímetro na escala mais baixa de correntes ou ligá-lo diretamente na saída do operacional, usando uma escala apropriada de tensões contínuas.
Nesta temporada de ameaças de terremotos pelo mundo todo, mesmo que nosso país não esteja sujeito a presença desse fenômeno de forma intensa, podemos usar este interessante circuito como sismógrafo.
Basta ligar sua saída num registrador gráfico ou, se o leitor preferir, na entrada de um conversor analógico-digital e registrar continuamente as oscilações que ocorrem no sensor, usando um computador.
CI-1 - CA3140 - circuito integrado, amplificador operacional
D1 - 1N4148 - diodo de uso geral
X1 - Sensor - ver texto
M1 - 0-100 µA ou 0-200 µA - microamperímetro analógico
P1 - 100 kΩ - trimpot
R1 - 2,2 MΩ x 1/8 W - resistor - vermelho, vermelho, verde
R2 - 100 kΩ x 1/8 W - resistor - marrom, preto, amarelo
R3 - 1 kΩ x 1/8 W - resistor - marrom, preto, vermelho
C1 - 1 µF - capacitor de poliéster
C2 - 470 nF - capacitor de poliéster
S1 - Interruptor simples
S2 - Chave de 1 pólo x 2 posições
B1 - 6 V - 4 pilhas pequenas
Diversos:
Placa de circuito impresso, suporte de pilhas, fios, material para o sensor, jaque de saída para o osciloscópio, solda, caixa para montagem, etc.
