Compreendendo como funciona um analisador de textura – Segure o controle
março 04, 2025
A medição de algumas propriedades requer a capacidade do Analisador de Textura de executar um período de espera. Isso envolve a aplicação de uma força especificada ou de uma posição de sonda especificada por um período de tempo definido. Os períodos de espera de força são geralmente controlados por um loop de feedback PID (proporcional, integral, diferencial), com configurações de PID ajustáveis pelo usuário para a otimização do platô de espera, tornando-o o mais suave e uniforme possível. Abaixo, são mostrados gráficos registrados de dois testes adesivos realizados com configurações de controle PID otimizadas e não otimizadas. Após a otimização, o período de espera é nitidamente mais uniforme, proporcionando uma força de espera mais confiável.
Gráficos adesivos antes e depois da otimização das configurações de controle PID
As propriedades que dependem dessas ações incluem a medição do relaxamento de tensão (uma deformação é aplicada a uma amostra e mantida, e a mudança na força ao longo do tempo é registrada) e a fluência (uma força ou tensão é aplicada a uma amostra e mantida, com a deformação registrada durante o período de retenção).
Os períodos de espera também constituem um estágio em uma sequência de teste mais complicada. Por exemplo, alimentos
pós de ingredientes podem ser testados usando uma medição de Tensão de Rendimento Não Confinada para investigar o efeito da carga aplicada em suas propriedades de fluxo, relevantes para as fases de fabricação, transporte e armazenamento de sua vida útil. Durante um estágio deste método, uma força é aplicada à superfície do pó e mantida por um período de tempo especificado. A estabilidade e a precisão da força de retenção têm influência nas propriedades medidas do pó compacto. O mesmo se aplica a qualquer outra sequência de teste que contenha um período de retenção.
Diferentes tipos de teste de espera
No software Exponent, há a possibilidade de escolher testes de uma biblioteca de testes pré-configurados
sequências. Existem as seguintes 4 opções para teste de espera:
Segure até o tempo – Vá para a distância
Essa sequência de eventos permite a medição das propriedades de relaxamento de tensão do produto.
A sonda, uma vez acionada, avança na velocidade selecionada até que a distância (Medida de Força) seja atingida.
Ele então mantém a distância alvo até que o teste seja executado pelo tempo escolhido (Hold Until Time). Ele então retorna à posição inicial.
O teste pode ser realizado em Compressão ou Tração.
Segure até o momento – Vá para a Força
Esta sequência de eventos permite a medição das propriedades de recuperação de fluência do produto.
A sonda, uma vez acionada, avança na velocidade selecionada até que a força (distância medida) seja atingida.
Ele então mantém a força alvo até que o teste seja executado pelo tempo escolhido (Hold Until Time). Ele então retorna à posição inicial.
O teste pode ser realizado em Compressão ou Tração.
Escolhendo valores PID
Para um teste em que você vai aplicar uma força, as configurações do teste exigem a escolha de configurações de PID adequadas, que variam amplamente dependendo do tipo de amostra:
Janela de configurações de teste – Ajustando P, I e D para um período de espera suave
PID significa Proporcional, Integral, Derivativo. O controle PID é usado para ajustar automaticamente uma variável para manter a medição em um ponto de ajuste. O valor que você insere como ‘força de retenção’ é o ponto de ajuste e o valor que aparece no gráfico é a ‘medição’.
O controle PID tenta corrigir o erro entre uma variável de processo medida e um ponto de ajuste desejado calculando e então emitindo uma ação corretiva (no caso do Analisador de Textura, isso é um movimento da sonda) que pode ajustar o processo adequadamente.
A base do sistema é o controle proporcional. Adicionar controle integral fornece um meio de eliminar erro de estado estacionário, mas aumenta o overshoot. O controle derivativo aumenta a estabilidade reduzindo a tendência ao overshoot.
A simples adição dos três componentes de controle necessários gera a resposta do sistema PID e otimiza o teste.
Velocidade máxima de rastreamento
Além dos ajustes nos parâmetros P, I e D, as configurações TA têm um campo “velocidade máxima de rastreamento”. Este é principalmente um recurso de segurança para evitar movimentos repentinos da sonda no caso de quebra de um produto, por exemplo. Embora seja a força que está sendo controlada, isso é causado pelos movimentos da sonda. A velocidade máxima de rastreamento coloca um limite na velocidade na qual a sonda pode se mover durante o controle PID. 5 mm/s é um bom compromisso na maioria dos casos.
Segure até reiniciar – Ir para a distância
A sonda, uma vez acionada, avança na velocidade selecionada até que a distância (Medida de Força) seja atingida.
Ele então mantém a distância do alvo até que você pressione o botão de reset no Analisador de Textura ou clique no botão de parar teste na barra de ferramentas (Hold Until Reset). Ele então retorna à posição inicial.
O teste pode ser realizado em compressão ou retração e para quando o botão de reinicialização é pressionado.
Segure até reiniciar – Vá para Forçar
A sonda, uma vez acionada, avança na velocidade selecionada até que a força (distância medida) seja atingida.
Ele então mantém a força alvo até que você pressione o botão de reset no Analisador de Textura ou clique no botão de parar teste na barra de ferramentas (Hold Until Reset). Ele então retorna à posição inicial.
O teste pode ser realizado em compressão ou tensão e para quando o botão de reinicialização é pressionado.
pressionado.
Ilustração de como funciona um teste de distância/força para ir para Hold until Reset – ir para
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