Aula 3

I&M - FEUP Teresa Restivo Setembro 2014

Sistemas de Medição

Diagrama de Blocos

de uma

Cadeia de Medição

Medição de pequenas variações de elementos sensores

Medição, por variação da tensão elétrica, da fração de desvio do ponto médio de um potenciómetro RP.

Proposta de PROBLEMA


Sistemas de MediçãoBloco de Condicionamento e Transmissão – Pontes de Medição

4 e 1/2 dígitos

10 V


Conhecida a variação da

tensão elétrica VA,C pode ser

calculada a fração do desvio

do ponto médio do

potenciómetro RP.



R R V Vpm pm AC AC

' 'V'AC - VAC ((R'pm - Rpm)/Rp) x 100%

Conhecida a fração de desvio do ponto médio determina-se o resultado de tal medição.

A fração de desvio do ponto médio será designada por k, e a tensão V'AC dada por


Para analisar este processo de medição iremos trabalhar no sentido inverso!




Assim, suponha-se que a fração de desvio do ponto médio é

k = + 0,1% 4 e 1/2 dígitos

10 V

V kV

ACV' ( ) , 1

25 0050




Suponha-se ainda a presença de uma instabilidade na alimentação V0! E que esta assume o valor de +0,02%.

À condição inicial da fração de desvio do ponto médio do potenciómetro (k = + 0,1%) tem que ser somado o efeito da flutuação da tensão de alimentação ( = + 0,02% )

V k kV

AC

( ) ,12

5 0060010 V




Como temos um voltímetro com 4 e 1/2 dígitos leremos nos 3 casos anteriores



VV

VAC

0

25 000,

V kV

ACV' ( ) , 1

25 0050

V k kV

AC

( ) ,12

5 0060010 V


VV AC 006,5''

As variações ocorridas são apenas da ordem dos mV. Os restantes dígitos não têm qualquer significado!

VV AC 005,5'

Uma maneira simples de ter

essa indicação direta no visor

do voltímetro pode ser

conseguida "tapando" os

dígitos sem interesse!

5,000

5,005

5,006

VAC

V 5 000,




5,000

5,005

5,006

Esta solução

só acarreta inconvenientes!!!




Vejamos!

Só inconvenientes!

Necessita um voltímetro de 4 ½ dígitos!

Só o último dígito tem significado!

Último dígito é sempre instável: erro de 20%!

Instabilidade de 0,02% na alimentação reflete-se em 20% do valor da medição!



Que se ganha se se optar por medir VAB e

não VAC?

Bastante!

VAB





k=0

0

VAB= 0

Vejamos!

V V k kAB AC BCVV V

( ) ( )12

12

0 0

V kAB

V ( )1

2

0




10V

K=0,1%

= 0

Use-se um voltímetro de menor resolução!

E.g.: 3 and 1/2 digits

V kAB

V ( )1

2

0



10V

K=0,1%

= 0,02%

V kAB

V ( )1

2

0

VAB V0 005001,




Ganha-se bastante?

Fração de desvio do ponto médio: k=0,1% : midpoint change

VAB = 5 mV

GanhoMelhor resolução de leitura com equipamento de menorqualidade

Instabilidade na alimentação: e = 0,02%

VAB = 5,001 mV Menor sensibilidade à instabilidade da alimentação

Melhor resolução Melhor exatidão!




Ganho

Quanto se ganha?

VAB = 5 mV Gain

Ex: informação do fornecedor sobre - equipment accuracy

exatidão: ± 0,05 % da leitura ± 0,02 % escala – Quanto melhoramos?

New!


Fração de desvio do ponto médio: k=0,1% : variação ponto médio



Melhor resolução de leitura com equipamento de menorqualidade

Melhor resolução Melhor exatidão!

Síntese

Melhor resolução com equipamento inferior !

Menor sensibilidade a flutuações da alimentação!

Melhor resolução, melhor exatidão na leitura!

Anulamento de offset!




Uma montagem em

duplo divisor de tensão

com

leitura diferencial

tem variadas vantagens!

Este é o princípio de funcionamento das Pontes de Medição




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