Sensores termo-resistivos em configurações realimentadas.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: OLIVEIRA, Amauri.
Data de Publicação: 1997
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10316
Resumo: Neste trabalho, e apresentado um estudo sobre sensores termo-resistivos e suas aplicações na medição de temperatura, radiação térmica e velocidade de fluido. São feitas análises de sensibilidade, tempo de resposta e linearidade dos sistemas de medição com estes sensores, aquecidos por efeito Joule, sendo dada maior enfase ao circuito no qual o sensor e mantido a temperatura constante. Alguns autores, em suas analises de pequenos sinais para este circuito, consideram algumas condições (tais como: amplificador com ganho escalar e tensão de desvio de entrada nula), e determinam uma constante de tempo não nula. Isto e contestado neste trabalho de doutorado, no qual mostra-se que, considerando-se as mesmas condições, a resposta do circuito e instantânea, isto e, sua constante de tempo e nula. Diferentemente de outras analises deste circuito, a aqui apresentada, mostra de maneira explicita uma relação entre polarização inicial do sensor e o comportamento dinâmico do circuito. Visando obter-se informações sobre o comportamento estático do sensor e a simplificação dos testes experimentais para caracterização estática, e mostrado que o ensaio térmico e dispensável quando são usados métodos numéricos e dados do ensaio elétrico. Neste trabalho e dado início a um estudo de identificação, visando-se a escolha de um modelo em tempo discreto para um termistor NTC e para a sua caracterização dinâmica e resultados preliminares são apresentados. Os circuitos geralmente usados nos sistemas com sensor a temperatura constante, apresentam algumas limitações (tais como: variação da resistência do sensor; faixa dinâmica limitada do sinal de medição e não linearidade para grandes variações de sinais). Neste trabalho são sugeridos outros sistemas realimentados para manter constante a temperatura do sensor, nos quais estas limitações não existem ou são atenuadas. Estes sistemas também são mais indicados que os circuitos mencionados pois, não usam resistores em serie com o sensor, o que implica em redução da tensão de alimentação, e com isto, eles podem portanto ser mais indicados para satisfazer a tendencia atual da instrumentação eletrônica, ou seja a implementação dos sistemas de medição em circuitos integrados, formando os sensores inteligentes.
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Alguns autores, em suas analises de pequenos sinais para este circuito, consideram algumas condições (tais como: amplificador com ganho escalar e tensão de desvio de entrada nula), e determinam uma constante de tempo não nula. Isto e contestado neste trabalho de doutorado, no qual mostra-se que, considerando-se as mesmas condições, a resposta do circuito e instantânea, isto e, sua constante de tempo e nula. Diferentemente de outras analises deste circuito, a aqui apresentada, mostra de maneira explicita uma relação entre polarização inicial do sensor e o comportamento dinâmico do circuito. Visando obter-se informações sobre o comportamento estático do sensor e a simplificação dos testes experimentais para caracterização estática, e mostrado que o ensaio térmico e dispensável quando são usados métodos numéricos e dados do ensaio elétrico. Neste trabalho e dado início a um estudo de identificação, visando-se a escolha de um modelo em tempo discreto para um termistor NTC e para a sua caracterização dinâmica e resultados preliminares são apresentados. Os circuitos geralmente usados nos sistemas com sensor a temperatura constante, apresentam algumas limitações (tais como: variação da resistência do sensor; faixa dinâmica limitada do sinal de medição e não linearidade para grandes variações de sinais). Neste trabalho são sugeridos outros sistemas realimentados para manter constante a temperatura do sensor, nos quais estas limitações não existem ou são atenuadas. Estes sistemas também são mais indicados que os circuitos mencionados pois, não usam resistores em serie com o sensor, o que implica em redução da tensão de alimentação, e com isto, eles podem portanto ser mais indicados para satisfazer a tendencia atual da instrumentação eletrônica, ou seja a implementação dos sistemas de medição em circuitos integrados, formando os sensores inteligentes.In this thesis, a detailed study of the characteristics of thermoresistive sensors and their applications for measurement of temperature, thermal radiation and fluid flow velocity is presented. Analysis in respect of the sensitivity, response time and linearity of a typical measurement system is done. In this system, an electrically heated sensor is employed. Major emphasis has been put on the configurations in which the sensor is maintained essentially at a constant temperature. Some authors have presented small signal analyses for these configurations, with some specific assumptions, like use of amplifier with constant gain and or zero input off-set voltage, and derived expressions for the response time or equivalent time constant. This is not strictly correct. In this thesis, it is clearly shown that the response time of such a hypothetical system should be zero. Differently from the existing analyses, the analysis presented in this thesis, demonstrates explicitly the dependence of the dynamic response on the initial biasing of the sensor, for this circuit configuration. In order to obtain the static characteristics of the sensor, by relatively simple experimental procedures, it is established that the thermal test normally done for this characterization can be done away with, and the sensor characteristic parameters can be determined using numerical methods and the measurement data, obtained from the static electrical test. An investigation of use of the parametric identification methods, for the choice of an appropriate discrete time model for an NTC thermistor and its dynamic characteristics, has been initiated and some preliminary results are presented. Conventional negative feedback constant temperature measurement circuit present some limitations (e.g. sensor resistance not maintained strictly constant, limited output dynamic range and non-linearity). In this thesis, alternative feedback configurations to maintain the sensor temperature constant, eliminating or attenuating the above limitations are also proposed. These structures do not employ additional resistance in series with the sensor and thus permit the use of lower supply voltage. This finally may facilitate the integration of these configurations in the form of monolitic circuits.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGDEEP, Gurdip Singh.FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.DEEP, G. S.FREIRE, R. C. S.http://lattes.cnpq.br/6322106621770962http://lattes.cnpq.br/4016576596215504http://lattes.cnpq.br/4016576596215504http://lattes.cnpq.br/4016576596215504LIMA, Antonio Marcus Nogueira.CALÔBA, Luiz Pereira.BURIAN JÚNIOR, Yaro.LOBO, Pio Caetano.OLIVEIRA, Amauri.1997-02-142019-12-18T16:45:19Z2019-12-182019-12-18T16:45:19Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/10316OLIVEIRA, Amauri. Sensores termo-resistivos em configurações realimentadas. 1997. 129f.(Tese de Doutorado em Engenharia Elétrica), Curso de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal da Paraíba – Campus II - Campina Grande - PB - Brasil, 1997.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-04-13T14:07:02Zoai:localhost:riufcg/10316Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-04-13T14:07:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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description Neste trabalho, e apresentado um estudo sobre sensores termo-resistivos e suas aplicações na medição de temperatura, radiação térmica e velocidade de fluido. São feitas análises de sensibilidade, tempo de resposta e linearidade dos sistemas de medição com estes sensores, aquecidos por efeito Joule, sendo dada maior enfase ao circuito no qual o sensor e mantido a temperatura constante. Alguns autores, em suas analises de pequenos sinais para este circuito, consideram algumas condições (tais como: amplificador com ganho escalar e tensão de desvio de entrada nula), e determinam uma constante de tempo não nula. Isto e contestado neste trabalho de doutorado, no qual mostra-se que, considerando-se as mesmas condições, a resposta do circuito e instantânea, isto e, sua constante de tempo e nula. Diferentemente de outras analises deste circuito, a aqui apresentada, mostra de maneira explicita uma relação entre polarização inicial do sensor e o comportamento dinâmico do circuito. Visando obter-se informações sobre o comportamento estático do sensor e a simplificação dos testes experimentais para caracterização estática, e mostrado que o ensaio térmico e dispensável quando são usados métodos numéricos e dados do ensaio elétrico. Neste trabalho e dado início a um estudo de identificação, visando-se a escolha de um modelo em tempo discreto para um termistor NTC e para a sua caracterização dinâmica e resultados preliminares são apresentados. Os circuitos geralmente usados nos sistemas com sensor a temperatura constante, apresentam algumas limitações (tais como: variação da resistência do sensor; faixa dinâmica limitada do sinal de medição e não linearidade para grandes variações de sinais). Neste trabalho são sugeridos outros sistemas realimentados para manter constante a temperatura do sensor, nos quais estas limitações não existem ou são atenuadas. Estes sistemas também são mais indicados que os circuitos mencionados pois, não usam resistores em serie com o sensor, o que implica em redução da tensão de alimentação, e com isto, eles podem portanto ser mais indicados para satisfazer a tendencia atual da instrumentação eletrônica, ou seja a implementação dos sistemas de medição em circuitos integrados, formando os sensores inteligentes.
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