Metrologia Sensor MPXM2010GS

Sensor MPXM2010GS

A medição de nível das bancadas didáticas do Laboratório de Máquinas Elétricas é realizada de maneira indireta por meio do sensor de pressão MPXM2010GS da Motorola. Faça uma pesquisa sobre esse dispositivo e expresse:

a) o seu princípio de funcionamento de forma detalhada.

O dispositivo MPXM2010 é um sensor de pressão piezoresistiva de silício, proporcionando precisão e linearidade - diretamente proporcional à pressão aplicada. O
sensor é um diafragma de silício monolítico único com o strain gauge e um resistor integrado na rede.

Sensores de pressão são transdutores que convertem a grandeza física pressão em sinal elétrico. No seu centro existe uma célula de medição que consiste de uma pastilha com um fino diafragma de silício acoplado, no qual caminhos resistivos são formados pela implantação iônica para transferir o nível exato de força para a ponte de Wheatstone de silício.

            Quando pressão é aplicada, a deflexão do diafragma leva a mudanças nas resistências implantadas de acordo com o efeito piezoresistivo. A espessura do diafragma, a área da superfície e o desenho geométrico dos resistores determinam a permissibilidade da faixa de pressão. Efeitos mecânicos do suporte nas células de medição podem largamente ser evitadas pelos aspectos estruturais.

b) as principais vantagens apresentadas por esse método de medição.

As vantagens do transdutor de pressão usando a tecnologia semicondutora comparada outras formas medidoras de resistência por pressão são:

	maior sensibilidade;
	maior linearidade;
	histerese de pressão e temperatura baixa;
	maior confiabilidade na passivação do nitrido de silício;
	resposta rápida;
	alta estabilidade no ciclo de carga como resultado da não ocorrência de fadiga, diafragma de silício monocristalino;
	é compacto;
	baixo custo;

c) a sua sensibilidade

d) a sua faixa de medição de pressão, em kPa.

e) o nível máximo de água que ele pode medir

f) a pressão máxima que ele suporta

g) a faixa de temperatura que ele pode operar.

h) a alimentação típica do sensor, em volts.

i) a faixa do sinal de saída, em volts.

j) o tempo de resposta.

Condicionamento do sinal

a) Por que o sinal de saída do sensor não deve ser ligado diretamente ao conversor A/D de um microcontrolador, por exemplo?

Aquisição de dados

Juntamente com o professor, realize várias leituras com o sensor, anotando em uma tabela a altura da coluna d’água e sua respectiva tensão de saída. A partir destes dados, realize a curva de calibração do sensor, relacionando a pressão exercida no transdutor com a tensão de saída. Ao fim, extraia a equação de calibração do sensor. Compense nas medições um erro estático de +0,0A [V], onde A é o último número da sua matrícula.

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