Medidas Eletromagnéticas
Por: Grayce Trindade • 3/7/2018 • Trabalho acadêmico • 3.707 Palavras (15 Páginas) • 112 Visualizações
[pic 1] [pic 2][pic 3]
Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Tecnologia e Geociências
Departamento de Eletrônica e Sistemas – DES
Medidas Eletromagnéticas
Prof. Mauro Rodrigues dos Santos
Relatório
Trabalho Proposto
Medidas Eletromagnéticas
Recife, 19 de março de 2013
Resumo
Este é o relatório do trabalho proposto (prática) na disciplina “Medidas Eletromagnéticas” da Universidade Federal de Pernambuco, no curso de Engenharia eletrônica. Por meio deste foram apresentados os métodos utilizados para a montagem de um circuito impresso, avaliações utilizando técnicas de metrologia científica, cujas aplicações culminaram na última atribuição do projeto, a criação de um sistema para efetuar medidas indiretas de temperatura.
Sumário
- Introdução
- Objetivos do Trabalho
- Metodologia
- Desenvolvimento
- Análise dos Resultados
- Conclusão
- Anexos
- Introdução
Com este trabalho pôde-se aplicar variados conceitos científicos e práticos aprendidos na disciplina “Medidas Eletromagnéticas”, com o objetivo de realizar um sistema de medição para efetuar medidas indiretas da temperatura, analisando e garantindo sua confiabilidade (precisão, exatidão, tolerância dos componentes etc.).
Para tal, foi projetada e devidamente construída uma placa de circuito impresso na qual se providenciou a montagem de um amplificador de sinal (tensão), cujo módulo do ganho foi 5.
Também foram feitos procedimentos (medidas) com finalidade de definir a qualidade de um lote de resistências e avaliar a rede elétrica do Laboratório Didático, os instrumentos de medição propostos (voltímetros analógico, digital e TRUE RMS) e o ganho do circuito montado na placa impressa.
- Objetivo
Construir um sistema de medição de temperatura composto por um sensor, um amplificador e um multímetro; analisar a variação da tensão de uma rede elétrica; medir e comparar a resistência de diferentes resistores de mesmo valor nominal; e realizar um processo de medições com instrumentações diferenciadas com fim observar as discrepâncias das indicações e, assim, poder avaliá-los quanto a sua funcionalidade.
- Metodologia
3.1 - Confecção de uma placa de circuito impresso
Primeiramente, foi preciso compreender o funcionamento de um amplificador operacional em um circuito, avaliando a sua atribuição em função de componentes externos que acabam por influenciar em seu funcionamento. Na imagem a seguir, encontra-se o esquema de um circuito simples com amplificador operacional:
[pic 4]
Figura 1: Amplificador operacional 741 na configuração inversora.
Como a resistência de entrada do amplificador operacional é da ordem de 106Ω (no caso ideal, assume-se infinita), a corrente neste terminal é praticamente nula. Dessa maneira, a corrente que passa pelo resistor R1 é a mesma corrente que passa pelo resistor R2.
A engenharia presente no amplificador operacional força os terminais de entrada (inversor e não inversor) a apresentarem a mesma tensão. Como a entrada não inversora está aterrada, a tensão na entrada inversora será nula (terra virtual). Logo, usando as leis de Kirchhoff:
[pic 5] (1)
Definindo ganho (A) como:
[pic 6] (2)
Conclui-se que:
[pic 7] (3)
Com estas informações em mente, foi escolhido um ganho A=5 V/V. Para chegar a tal, usando a relação encontrada na equação (3), decidiu-se por utilizar resistores de resistência nominal R2 =10kΩ e R1 = 2kΩ. Como não se produz em grande escala resistores desta última resistência nominal, utilizou-se, assim, dois resistores de 1kΩ em série.
3.2 Avaliação de dois lotes de resistores (R1 e R2)
Para efetuar a avaliação da qualidade da fabricação de resistores de um mesmo lote, analisou-se a média aritmética das indicações e calcularam-se os desvios padrão e médio a partir do conhecimento do valor de resistência nominal dos resistores.
A média aritmética das resistências pode ser calculada diretamente a partir da definição:
[pic 8] (4)
O desvio médio:
[pic 9], onde: (5)
[pic 10] e Rn é a resistência nominal.
O desvio padrão:
[pic 11] (6)
No caso, sendo n o número de medições (igual ao número de resistores), foram usados lotes contendo 15 resistores, ou seja, n=15.
...