Sensores termo resistivos

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i

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA DA UFBA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA
ELÉTRICA

Joalbo Borges Santos
Caracterização de Sensores Termo-Resistivos
Utilizando Linearização por Realimentação e
Aplicações

Salvador
2012

Joalbo Borges Santos

Caracterização de Sensores Termo-Resistivos
Utilizando Linearização por Realimentação e
AplicaçõesDissertação de Mestrado submetida à Coordenação do Programa de PósGraduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal da Bahia como requisito
para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Elétrica.

Amauri Oliveira
Orientador

Carlos Eduardo Trabuco Dórea
Co-Orientador

Salvador
2012

ii

Dedicatória

À minha família.

iii

Agradecimentos
Aos orientadores doutores Amauri Oliveirae Carlos Eduardo Trabuco Dórea, pela
orientação, contribuição, e paciência na correção e na organização deste trabalho.
Aos colegas Daniel Gonçalves, Elmo Gomes, Carlos Roberto, Valter Rosa, Wilton
Lacerda, Lucas D’Eça, Anderson Dourado, Joaquim Lima, Sandra Aleluia, Edson
Santana, Fabrício Simões, Tanguy Phulpin, Franscismari Noronha e Maria Janaína
pela amizade e incentivo.
Aos professoresAdhemar de Barros, Ana Isabela, Amauri Oliveira, Luciana
Martinez, Augusto Loureiro, Márcio Fontana pela contribuição na formação do meu
conhecimento.

iv

Resumo
Este trabalho apresenta o uso da Linearização por Realimentação na
caracterização de sensores termo-resistivos e em sistemas realimentados de medição
baseados nesses sensores, mantidos a temperatura constante. Esta técnicapermite a
geração de um sinal proporcional à potência elétrica do sensor, e simplifica a
caracterização com a possibilidade de se determinar a condutância térmica e a
constante de tempo do sensor em um único ensaio. Em relação ao sistema
realimentado de medição a técnica melhora características desse sistema, já que
permite o uso de controle linear com bom desempenho em torno do ponto deoperação. Resultados experimentais de caracterização dos sensores termo-resistivos e
medição de temperatura são apresentados.
Palavras-chaves: Sensor termo-resistivo, sistema realimentado, caracterização de
sensor, linearização por realimentação, instrumentos virtuais.

v

Abstract
This

work

presents

the

application

of

feedback

linearization

for

the

characterizationof thermoresistive sensors and for feedback measurement systems
using these sensors kept at constant temperature. This technique allows the
generation of an input signal which is proportional to the electric power of the sensor,
simplifies

the

characterization

with

the

possibility

of

determining

thermal

conductance and intrinsic time constant of the sensor in a singletest. Concerning the
feedback measurement system, this technique improves features of the measurement
system with the possibility of use a simple linear controller with good performance in
the operation point. Experimental results of characterization and measurement are
presented.
Keywords: thermoresistive sensor, closed loop system, characterization of sensor,
feedback linearization,virtual instruments.

vi

Lista de Ilustrações
Figura 2.1: Curva da característica RS x TS do sensor NTC

4

Figura 2.2: a) Representação para o sensor de 1° ordem; b) Equivalente elétrico
para o sensor de 1°ordem
Figura 2.3: a) Representação para o sensor de 2° ordem; b) Equivalente elétrico
para o sensor de 2°ordem
Figura 2.4: Característica tensão-corrente

6

6
7

Figura 2.5:(a) Circuito genérico para levantar a característica corrente tempo,
(b) Característica corrente-tempo do sensor NTC

8

Figura 3.1: Ensaio térmico para determinação de A e B

12

Figura 3.2: Ensaio térmico para determinação de Gth

13

Figura 3.3: Curva de aquecimento e resfriamento do sensor

14

Figura 3.4: Circuito eletrônico básico sem linearização por realimentação...
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