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Tipo do documento: Dissertação
Título: Análise de Sensibilidade de Anemômetros a Temperatura Constante Baseados em Sensor Termo-resistivo
Título(s) alternativo(s): Analysis of Sensitivity of Based Anemometers the Constant Temperature in Term Sensor
Autor: Gabriel, Michel Valença
Primeiro orientador: CATUNDA, Sebastian Yuri Cavalcanti
Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo sobre a sensibilidade de anemômetros baseados em sensores termo-resistivos aquecidos a temperatura constante. A configuração que faz com que o sensor termo-resistivo seja aquecido a uma temperatura constante é composta de uma ponte de Wheatstone realimentada usando um amplificador operacional [1]. O método de medição utilizado é o de substituição, em que uma grandeza elétrica, a tensão de saída do amplificador operacional, varia de acordo com a variação da grandeza de interesse, de forma a compensar seu efeito no sensor. Neste caso, a grandeza a ser medida é a velocidade do vento e a grandeza de substituição é a tensão de saída do amplificador operacional. Foram feitos estudos considerandos dois tipos de sensores, o PTC metálico e o termistor NTC. Faz-se uma análise dos circuitos de medição para cada tipo de sensor, levando em conta as constantes e as variáveis que interferem no processo de medição. Para tais circuitos são apresentados resultados de simulações em computador que nos possibilitaram avaliar o comportamento do sistema de medição. Para os circuitos de medição, faz-se uma análise da sensibilidade da tensão de saída do amplificador operacional com relação à velocidade do vento. Essa análise possibilitou desenvolvimento de um método para cálculo do ponto de maior sensibilidade e ponto de operação do circuito baseado no NTC. Observou-se que a configuração com NTC apresenta uma maior sensibilidade do que a configuração com PTC para temperaturas de operação do sensor relativamente baixas, mas acima da temperatura ambiente. A sensibilidade equivalente da configuração com o PTC ocorre para temperaturas bem acima do ponto de máxima sensibilidade do NTC. Essa característica pode ser aproveitada para implementações de anemômetros aquecidos que operam com temperaturas mais próximas da temperatura ambiente.
Abstract: In this work we present a study on the sensitivity of anemometers based on thermoresistive sensors heated to a constant temperature. The configurations that makes the thermoresistive sensor heated to a constant temperature are composed of a Wheatstone bridge using a feedback operational amplifier. The substitution measurement method is used, where an electrical quantity, the operational amplifier output voltage, varies in accordance to the variation of the quantity of interest, in such a way that the electrical quantity compensates the effect of the former in the sensor. In our case, the quantity to be measured is the speed of the wind and the quantity of substitution is operational amplifier output voltage. Studies were carried out considering two types of sensors, the metallic PTC and the thermistor NTC. An analysis of the measurement circuits was carried out for each sensor type, taking into account the constants and variables that influence the measurement process. For these circuits, simulation results are presented which make possible to evaluate the measurement system behavior. An analysis of the sensitivity of the measurement circuits output voltage with respect to the wind speed is also carried out. This analysis made possible the development of a procedure for determining the operation point for the NTC-based circuit that yields the maximum sensitivity. From the analysis of the measurement configurations sensitivity, it was observed that the NTC-based configuration presents higher sensitivity compared to the PTC-based configuration, for relatively low operating temperatures, above the ambient temperature. The equivalent sensitivity for the PTC-based configuration occurs only for temperatures much higher than that for achieving the maximum sensitivity for the NTC. This characteristic can be used for implementing anemometers that operates at a temperature much closer to the ambient temperature.
Palavras-chave: anemômetros
PTC
NTC
Anemometers
PTC
NTC
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Idioma: por
País: BR
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: Engenharia
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET
Citação: GABRIEL, Michel Valença. Analysis of Sensitivity of Based Anemometers the Constant Temperature in Term Sensor. 2004. 73 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Federal do Maranhão, São Luis, 2004.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tedebc.ufma.br:8080/jspui/handle/tede/346
Data de defesa: 30-Jan-2004
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE

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