Desenvolvimento e Avaliação de um Procedimento de
Calibração para Pedal Sensor de Forças e Momentos
Jonas Gurgel1,2, Flávia Porto1, Thais Russomano1, Leonardo Piccoli1, Fabiano Gonçalves1,2, Leandro
Disiuta1, Rodrigo Cambraia1, Luciano Castro2
1Núcleo
de Pesquisa em Biomecânica Aeroespacial – NUBA/ Laboratório de Microgravidade/ IPCT/ PUCRS
2 Laboratório de Pesquisa em Atividade Física/ FEFID/ PUCRS
INTRODUÇÃO
A construção de um instrumento de medição envolve um
procedimento de calibração, o qual deve ser precisa e acurada. O
presente trabalho apresenta o procedimento de calibração do pedal
instrumentado 3D desenvolvido por Gurgel (2005), o que foi preciso
para tornar o equipamento fidedigno e acurado.
RESULTADOS
Tabela 1: Resultados da calibração para os eixos X, Y e Z.
OBJETIVO
Determinar a relação entre as forças aplicadas no pedal e as
tensões de saída do sistema de medição das deformações, além da
verificação de alinearidade, histerese e erro padrão do instrumento
para cada um dos eixos.
Tabela 2: Resultados da calibração para os momentos Z, Y e X.
METODOLOGIA
 Procedimento proposto por Hull e Davis (1981): baseado na imposição
de cargas conhecidas de modo a possibilitar a geração de uma matriz
de calibração.
Tabela 3 – Matriz de calibração dos componentes de força.
1. Aferição das massas das anilhas.
2. Imposição de forças uniaxiais nos três eixos e dos respectivos
momentos em cada um dos eixos (figura 1).
Tabela 4 – Matriz de calibração dos componentes de momento.
Figura 1: Fixação do pedal para realização do procedimento de calibração.
• PROTOCOLO: aplicação de cargas durante 15s, repetindo para o
procedimento de descarga (figuras 2 e 3).
CONCLUSÕES
Figura 2: Calibração para o eixo z.
Figura 3: Controle da imposição de
momentos.
Era esperado que houvesse um acoplamento representativo
entre os eixos My e x. Outro fator a ser considerado diz respeito à
baixa sensibilidade no eixo x, o que fica evidenciado pelo fato da
estrutura não apresentar deformação suficiente para uma sensibilidade
satisfatória. No que tange à sensibilidade do instrumento comparado a
outros sistemas desenvolvidos e relatados na literatura científica,
percebe-se que os valores obtidos de sensibilidade estão dentro dos
valores encontrados no estado da arte desta área de conhecimento.
• AQUISIÇÃO E PROCESSAMENTO DE SINAIS: Placa CIO-DAS-08
e software SAD2.
3. Aplicação do Método Soma de Canais
4. Aplicação de filtro média móvel ponderada com freqüência de corte
igual a 10.
5. Separação dos platôs de cada degrau e a obtenção das médias
desses valores.
6. Montagem de tabela com os valores de cada eixo para cada carga.
7. Aplicação de regressão linear para os valores de carga e descarga
de cada um dos elementos de força e momento para cada eixo 
Cálculo do coeficiente angular  Cálculo da matriz de calibração.
8. Cálculo de sensibilidade, histerese e alinearidade de cada eixo.
CONTATO
Laboratório de Microgravidade
Núcleo de Pesquisa em Biomecânica Aeroespacial
Tel.: (51) 3320 – 3565/ Ramal 4402
http://www.ipct.pucrs.br/microg/nuba/indexport.html
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