Linearização da resposta de termômetros de resistência (RTD) utilizando a não-linearidade da célula de Brokaw

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Ivan de Pádua, 1971-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637651
Resumo: Orientadores: José Antonio Siqueira Dias, Pedro Carvalhaes Dias
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spelling Linearização da resposta de termômetros de resistência (RTD) utilizando a não-linearidade da célula de BrokawResistance temperature detectors (RTD) linearization using Brokaw cell nonlinearityTermômetro e termometriaSensor de temperaturaSemicondutoresTransistores bipolaresSemicondutores de óxido metálicoThermometer and thermometryTemperature sensorSemiconductorsBipolar transistorsTemperature sensorsMetal oxide semiconductorsOrientadores: José Antonio Siqueira Dias, Pedro Carvalhaes DiasDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Os termômetros de resistência (RTD) apresentam uma não-linearidade, na curva de resposta, de segunda e terceira ordem, e em um circuito de processamento de sinal linear que converte a tensão de um sensor RTD PT-100 para uma tensão de saída com 10 mV / ºC apresenta um erro máximo de não-linearidade de 1,07 ºC (10,7 mV) na faixa de temperatura de 0 ºC a 85 ºC. Estas não-linearidades podem ser corrigidas digitalmente, mas há aplicações onde uma linearização analógica simples pode ser aplicada com certas vantagens, como no caso de uma interface direta de um sensor RTD com um transdutor de loop de corrente de 4-20 mA. A curvatura intrínseca da célula de referência da tensão bandgap de Brokaw, causada pela variação não-linear da tensão VBE do transistor bipolar com a temperatura, pode ser utilizada para criar uma tensão de compensação que consegue ser inserida para reduzir a não-linearidade do circuito de processamento de sinal de temperatura da resistência. Uma célula de tensão bandgap de referência discreta de Brokaw usando uma matriz analógica bipolar LM3046 com um amplificador operacional de instrumentação foi projetada, e os valores calculados do circuito final indicam que a não-linearidade do circuito de condicionamento de sinal de um RTD do tipo PT-100 é reduzido por uma ordem de magnitude (aproximadamente de 0,14 ºC) na faixa de temperatura de 0 ºC a 85 ºCAbstract: Resistance temperature detectors (RTD) present second and third order non-linearities, and a linear signal processing circuit which converts the voltage on a PT-100 RTD to an output voltage with 10 mV / ºC presents a maximum non-linearity error of 1.07 ºC (10.7 mV) in the 0 ºC to 85 ºC temperature range. These non-linearities can be corrected digitally, but there are applications where a simple analog linearization can be used with advantages, as in the case of a direct interface of an RTD sensor with a 4-20 mA current loop transducer. The intrinsic curvature of the Brokaw bandgap voltage reference cell, caused by the non-linear variation of the bipolar transistor's VBE with temperature, can be used to create a compensation voltage that can be used to reduce the non-linearity of the signal processing circuit of resistance temperature. A discrete Brokaw bandgap reference cell using a bipolar analog array LM3046 and a high precision op-amp was designed, and the calculated values of the final circuit indicate that the non-linearity of the signal conditioning circuit of a PT-100 RTD is reduced by one order of magnitude (down to ap-proximately 0.14 ºC) in the 0 ºC - 85 ºC temperature rangeMestradoMestre em Engenharia Elétrica[s.n.]Dias, Jose Antonio Siqueira, 1954-Dias, Pedro Carvalhaes, 1983-Morais, Flávio José de OliveiraSpengler, Anderson WedderhoffUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASFerreira, Ivan de Pádua, 1971-20192019-09-27T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (82 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637651FERREIRA, Ivan de Pádua. Linearização da resposta de termômetros de resistência (RTD) utilizando a não-linearidade da célula de Brokaw. 2019. 1 recurso online (82 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1637651. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1095553Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-12-02T17:15:10Zoai::1095553Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-12-02T17:15:10Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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