8/16/2019 Transdutores e Condicionamento de Sinal

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Transdutores e Condicionamento de Sinal

1. Considere a ponte de Wheatstone da figura, com os valores R1 = 100 Ω, R2 = 40 Ω e

 R3 = 500 Ω.

a !eterminar o valor de  R X  "ue e"uili#ra a ponte. Calcule a tens$o em circuitoa#erto nos terminais do detector, para desvios em  R X , em rela%$o ao e"uilrio

de 1' e 10', considerando  E  = 10 ( e E  = 5 (.

 # )ara E  = 10 (, analise a sensi#ilidade da ponte *s varia%+es de cada uma das

resistncias vari-veis. )ara tal, calcule o efeito, na tens$o de sa&da, da varia%$o

de 1Ω em cada uma das resistncias

c /epita a al&nea a trocando entre si a posi%$o das resistncias R2 e R3.

2. a ponte de Wheatstone da figura, R1 = 100 Ω,  R2 = 40 Ω, R3 = 500 Ω e a resistncia

do detector de Rd  = 00 Ω.

a Com a ponte em e"uilrio, determine o valor de R X .

 # e o valor de  R X   variar relativamente ao e"uilrio de 1' e 10',determine a corrente "ue circula do detector . nalise os resultados.

3. )ara medir a deforma%$o de uma #arra encastrada numa parede utili6am7se "uatro

e8tens9metros, dois deles colocados na superf&cie superior e outros dois na superf&cie inferior 

da #arra. :s e8tens9metros tm uma resistncia de 1000 Ω  a 20 ;C e um factor de sensor 

Sg  = 2,00. alimenta%$o de 4,5 ( cont&nuos.

a ! de platina, "ue apresenta uma resistncia de

100 Ω  a 0 ;C. : coeficiente trmico7resistivo α  = 0,004 Ω?Ω;C. : factor de auto7

a"uecimento da platina  F a = 0,5 ;C?mW. : erro de medi%$o devido ao auto7a"uecimento

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n$o deve ser superior a 4 ;C. !imensione o circuito de forma a garantir as condi%+es

definidas.

5. )retende7se medir a temperatura na gama de 0 ;C a 500 ;C, recorrendo a um termopar 

do tipo  J   @Aerro7 Constantan, com um coeficiente de see#ecB k   = 5,2 (?;C. : termopar 

est- inserido num circuito de compensa%$o autom-tica da Dun%$o fria @ver figura a#ai8o, de

forma a garantir "ue o resultado da medi%$o apenas dependa de v j. )ara a gama de

temperatura especificada, a sa&da do circuito varia entre 0 ( e 10 (. temperatura do #locoisotrmico medida por uma fonte controlada por temperatura, vT . vT  varia linearmente com a

temperatura, com um coeficiente trmico k v = 72 m(?;C. E temperatura T  = 25 ;C vT  = 0,F(. tens$o do d&odo Gener V  Z  = 71,2 (. dmita "ue a tens$o v j varia linearmente com a

temperatura, isto , v j = k @T  j 7 T ref .

a !eterminar o valor de  R1  por forma. a "ue uma varia%$o de temperatura de

500 ;C resulte numa varia%$o de tens$o vo de 10 (.

 # !imensione R2 e R3, por forma a garantir a compensa%$o da temperatura T ref ,

na gama de medi%$o pretendida.

. : circuito da figura representa uma cadeia de medi%$o #aseada num termopar  K .

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gama de medi%$o da cadeia de 0 ;C a 400 ;C. cadeia disp+e de um circuito de

compensa%$o de Dun%$o fria, formado por um sensor de temperatura !5H0. I um gerador de

corrente i A, de valor proporcional * temperatura, atravs da rela%$o i A= ST . S   a sensi#ilidade

do sensor @S  = 1 ?J e T   a temperatura em Jelvin. condi%$o de compensa%$o da Dun%$o

fria consiste em tornar a tens$o diferencial V 2 7 V 1. E entrada do amplificador deinstrumenta%$o, apro8imadamente proporcional * tens$o da Dun%$o de medi%$o T ref . :

amplificador de instrumenta%$o tem ganho  A dependente da resistncia  RG, pela e8press$o

 A = @11008103? RG. !imensione a resistncia  R1, de forma a compensar a temperatura da

 Dun%$o fria a 25;C.