Projeto e caracterização de um medidor de corrente logarítmico para as estações experimentais do acelerador de partículas Sirius

• Autor(a) principal: Oliveira, Bruno Gomes de
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/244350
• topic: Eletronica; Correntes elétricas; Circuitos eletrônicos Projetos; Amplificadores operacionais; Radiação sincrotrônica

O Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), localizado no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) é uma infraestrutura científica de última geração que abriga o Sirius, um equipamento de grande porte utilizado para gerar luz sincrotron. Essa luz é uma forma especial de radiação eletromagnética que abrange uma ampla faixa espectral, oferecendo versatilidade para análises em diversas áreas do conhecimento. No entanto, a medição precisa e estável das correntes elétricas geradas pelos fótons nas linhas de luz é essencial para o bom funcionamento dos experimentos. Atualmente, o LNLS utiliza um amperímetro de precisão com troca de escalas para realizar as medidas de corrente. No entanto, essa abordagem apresenta desvantagens, como a modificação brusca da relação sinal-ruído com a mudança do resistor de realimentação, comprometendo a qualidade das medidas. Para contornar esse problema, propõe-se o desenvolvimento de um picoamperímetro baseado em amplificador logarítmico para medir correntes de diferentes magnitudes sem a necessidade de troca de escalas. O amplificador logarítmico selecionado para o projeto é o ADL5304, conhecido por sua ampla faixa de medida, abrangendo correntes que variam de 1pA a 10mA. Esse dispositivo possui dois canais, permitindo não apenas a medição de uma corrente singular, mas também o cálculo do logaritmo da razão entre duas correntes, o que é útil em experimentos de absorção de raios-X. O trabalho consistiu na caracterização e prototipagem do picoamperímetro baseado no ADL5304, garantindo sua precisão, estabilidade e adequação às necessidades das linhas de luz do LNLS. Foram realizados testes de desempenho, análise de ruído e comparações com os amperímetros atualmente utilizados. Também foram exploradas soluções para contornar o problema da característica unipolar em medições de corrente. Ao longo do desenvolvimento são abordadas diferentes técnicas para mitigação de perdas na medição e redução de sensibilidade ao ruído, apresentando o projeto de hardware que atenda tais requisitos. O picoamperímetro baseado em amplificador logarítmico projetado neste trabalho é uma alternativa viável e de baixo custo em comparação com as soluções comerciais atualmente utilizadas. A sua implementação nas linhas de luz do LNLS poderá melhorar a precisão e estabilidade das medidas de corrente, contribuindo para o avanço da pesquisa científica.