Contribuições à modelagem de sensores termo-resistivos e à medição de radiação solar.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2002 |
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/2635 |
Resumo: | Este trabalho é uma contribuição à caracterização de sensores termo-resistivos e o uso destes dispositivos na medição de radiação eletromagnética de amplo espectro. Seu comportamento físico e elétrico é determinado de acordo com o tipo, estrutura, construção e a interação térmica com o meio em que está imerso. As caracteríticas térmicas, elétricas e dinâmicas destes dispositivos são investigadas e analisadas por meio de uma nova metodologia, na qual é utilizada a excitação elétrica incremental dos sensores sobre um ponto de operação quiescente. Utilizando esta nova abordagem, foi possível determinar normas que consideram, entre outros fatores, a influência e variação do coeficiente de transferência de calor G, o equivalente de temperatura ambiente associado, a excitação elétrica e o modo de operação na parametrização do sensor. As considerações teóricas e experimentais revelaram a importância da não-linearidade no comportamento do dispositivo, a faixa e as condições para que se estabelecesse a operação estável do sensor. Com esta abordagem e o modelo refinado do sensor, o qual incorpora uma solução para o problema da determinação da temperatura equivalente, um modo mais rápido de operação do sensor baseado em controle de malha fechada é proposto. Com a reduzida resposta térmica temporal, foi possível obter a auto-calibração dos parâmetros do sensor em tempo real. Resultados experimentais e de simulações ilustram a viabilidade deste conceito na implementação em sistemas dedicados, que utilizam processamento digital de sinais. |
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Contribuições à modelagem de sensores termo-resistivos e à medição de radiação solar.Contributions to the modeling of thermo-resistive sensors and the measurement of solar radiation.Sensor termo-resistivo.Coeficiente de transferência de calor.Medição de radiação solar.Thermo-resistive sensor.Coefficient of heat transfer.Measurement of solar radiation.Engenharia elétrica.Este trabalho é uma contribuição à caracterização de sensores termo-resistivos e o uso destes dispositivos na medição de radiação eletromagnética de amplo espectro. Seu comportamento físico e elétrico é determinado de acordo com o tipo, estrutura, construção e a interação térmica com o meio em que está imerso. As caracteríticas térmicas, elétricas e dinâmicas destes dispositivos são investigadas e analisadas por meio de uma nova metodologia, na qual é utilizada a excitação elétrica incremental dos sensores sobre um ponto de operação quiescente. Utilizando esta nova abordagem, foi possível determinar normas que consideram, entre outros fatores, a influência e variação do coeficiente de transferência de calor G, o equivalente de temperatura ambiente associado, a excitação elétrica e o modo de operação na parametrização do sensor. As considerações teóricas e experimentais revelaram a importância da não-linearidade no comportamento do dispositivo, a faixa e as condições para que se estabelecesse a operação estável do sensor. Com esta abordagem e o modelo refinado do sensor, o qual incorpora uma solução para o problema da determinação da temperatura equivalente, um modo mais rápido de operação do sensor baseado em controle de malha fechada é proposto. Com a reduzida resposta térmica temporal, foi possível obter a auto-calibração dos parâmetros do sensor em tempo real. Resultados experimentais e de simulações ilustram a viabilidade deste conceito na implementação em sistemas dedicados, que utilizam processamento digital de sinais.This work is a contribution to the characterization of thermo-resistive sensors, and the use of such devices for the measurement of electromagnetic radiation in both, the short and long wavelength region. Their physical and electrical function is determined by the selection of the material, the mechanical lay-out and construction, the interaction and thermo-physical coupling to the environment. The temporal, thermal and electrical response characteristics of theses sensors has been investigated and analyzed by means of a novel methodology, where incremental electrical signals at varying sensor operation levels are applied. Using this approach, it is possible to derive general laws that take into account, among other quantities, the influence of the thermal coupling parameter G, the associated equivalent environmental temperature, the electrical biasing and operation mode. Both, theoretical and experimental considerations revealed the relevance of device nonlinearity, the range and conditions to establish stable sensor operation. W i t h this approach and refined sensor model, that incorporates the solution of the equivalent environmental temperature problem, a new and fast operation mode based on active, controlled feedback is proposed. Apart from a drastically reduced thermal response time, sensor self-calibration is obtained in real time. Experimental results and simulations illustrate the viability of this implementation concept in an embedded systems, based on digital signal processing.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGLIMA, Antonio Marcus Nogueira.LIMA, A. M. N.http://lattes.cnpq.br/2237395961717699DEEP, Gudip Singh.DEEP, G.S.http://lattes.cnpq.br/6322106621770962CALÔBA, Luiz Pereira.LOBO, Pio Caetano.NETO, José Sérgio da Rocha.FREIRE, Raimundo Carlos Silvério.BRANDÃO, Glaúcio Bezerra.2002-08-192019-01-30T12:02:57Z2019-01-302019-01-30T12:02:57Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/2635BRANDÃO, Gláucio Bezerra. Contribuições à modelagem de sensores termo-resistivos e à medição de radiação solar. 2002. 206f (Tese de Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba Brasil, 2002.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-06-10T18:39:21Zoai:localhost:riufcg/2635Biblioteca 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:48512021-06-10T18:39:21Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false |
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