Caracterização do uso de um sensor acelerômetro na avaliação da dinâmica de um veículo em movimento

Abstract

A pesquisa realizada neste trabalho visou caracterizar o uso de um sensor acelerômetro na avaliação da dinâmica vertical de veículo em movimento, com o desenvolvimento de um sistema de condicionamento e coleta de dados para esse sensor, bem como de ensaios para realizar análises do conjunto do sistema de coleta e sensor. Foi elaborado também, um estudo comparativo do sensor acelerômetro com um sensor geofone, pois este é o equipamento de medição instalado na pista de teste de pesagem em movimento do LabTrans/UFSC. O funcionamento do equipamento de coleta desenvolvido foi validado utilizando o sensor acelerômetro e um excitador de referência. Os valores de sensibilidade e de frequência obtidos nos ensaios com o excitador de referência, calculados a partir do acelerômetro, foram comparados e validados com o certificado de calibração do sensor. Para a avaliação dos sensores, foram utilizados um sistema comercial de coleta de dados e um excitador eletrodinâmico controlável. No ensaio com o excitador eletrodinâmico, foi realizada a montagem conhecida por calibração back to back, em que os sensores são instalados um acima do outro. Os resultados dos ensaios com os sensores revelaram conhecimento sobre a resposta deles, permitindo o entendimento das grandezas que estão sendo medidas. Além disso, foram obtidos detalhes sobre a necessidade de compatibilização do sinal do geofone com o acelerômetro. Por fim, foi concluído que o estudo atendeu às demandas da pesquisa, gerando conhecimento acerca dos sensores acelerômetro e do geofone, para uso desses sensores no desenvolvimento de um sistema embarcado de medição da dinâmica veicular, importante para o projeto de pesagem em movimento do LabTrans/UFSC.This work, shows the use of an accelerometer sensor in the evaluation of the vertical dynamics of a moving vehicle, through the development of a signal conditioning and data acquisition system for this sensor, as well as tests to perform analyzes of the collection system and sensor. It is also included a comparative study of the accelerometer sensor and a geophone sensor, which is installed in the experimental track of Weigh In Motion of LabTrans/UFSC research site. The development of the data acquisition equipment was validated using the accelerometer sensor and a calibration exciter. The sensitivity and frequency values calculated for the accelerometer, obtained through the test with the calibration exciter, were compared and validated with the sensors calibration certificate. For the evaluation of the sensors it was used a commercial data acquisition system and a controllable electrodynamic shaker. During the test with the electrodynamic shaker, a setup know as a back-to- back calibration was performed, where the sensors are installed one above the other. The test results brought knowledge about the sensors performance, allowing the understanding of the magnitudes that are being measured. In addition, it was obtained details on how to compatibilize the geophone signal with the accelerometer, as they measure different signals. The study achieved its demands, gaining knowledge over the accelerometer and geophone sensor, for the applicability of this sensors in the development of a vehicle dynamics measurement system, important for LabTrans/UFSC weigh in motion project.