Relatório Medidas Elétricas Strain Gauge

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Curso: Automação Industrial Turma: 5°sem. A

Relatório

Experiência: Sensor Strain Gauge & Sensor de Temperatura

Data: 01 de junho de 2018.

Relatório apresentado ao Programa de Graduação da Universidade de Mogi das Cruzes como requisito em Medidas Elétricas para obtenção do grau de Tecnólogo em Automação Industrial.          

Área de concentração: Exatas

Laboratório de Eletrônica

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Sumário

1.        Objetivos:        3

2.        Introdução teórica:        3

3.        Experimento        3

3.1        Lista de Materiais e Equipamentos Utilizados:        4

3.2        Experimento 1 – Sensor Strain Gauge:        4

3.3        Experimento 2 – Termoresistor        5

4.        Resultados        6

5.        Discussão:        7

6.        Conclusão:        8

7.        Bibliografia:        8

1. Objetivos:

1.1- Identificar a função de transferência do STRAIN GAUGE e projetar um circuito para condicionamento deste sinal.

1.2 – Observar o comportamento e identificar o tipo de termistor, definir a função de

transferência e o circuito de condicionamento do sinal.

1. Introdução teórica:

1. Sensor Strain Gauge

Baseia-se no princípio de variação da resistência de um fio, mudando as suas dimensões. O sensor consiste em um fio firmemente colado sobre uma lâmina de base, esta montagem denomina- se tira extensiométrica. Uma das extremidades da lâmina é fixada em um ponto de apoio rígido, enquanto a outra extremidade será o ponto de aplicação da força. Ao inserir uma pressão um sensor Strain Gauge, sua lâmina sofre uma deformação. A deformação altera o comprimento do fio fixado na lâmina, provocando mudança em sua resistência.

1. Termoresistor

A temperatura indica o grau de agitação molecular de um corpo, logo todas características físico-químicas de qualquer substância se alteram de forma bem definida com a temperatura. Termistores, são sensores de temperatura que variam sua resistência elétrica com EM função da temperatura. Os exemplos mais comuns desses tipos de sensores são: RTD - PT 100, termistor NTC e PTC. O PT-100 é constituído de platina e possui uma resistência padronizada de 100 ohms à temperatura de 0 °C e 138,4 ohms a 100 °C. Os termistores, também conhecidos como resistores termicamente sensíveis, são dispositivos fabricados de materiais semicondutores, tais como: óxido de manganês, cobalto, ferro, níquel e titânio e apresentam grandes variações da resistência com a variação da temperatura. A variação da resistência com a temperatura pode resultar em um coeficiente negativo da resistência: NTC (negative termal coefficient), onde a resistência diminui com um aumento na temperatura. Nos casos em que a resistência aumenta com um aumento da temperatura PTC (positive thermal coefficient), o resultado é um coeficiente positivo da temperatura. Em ambos os casos se tem aplicação para temperaturas entre –100o C e 300o C. O sensor pode ser ligado diretamente ao receptor. A ligação pode ser feita através de 2, 3 ou 4 fios. O terceiro e o quarto fio são usados para compensar as variações da resistência dos fios de transmissão do sinal provocadas pela temperatura ambiente.

1. Experimento

1. Lista de Materiais e Equipamentos Utilizados:

Experimento 1 – Sensor Strain Gauge

• 1 Fonte simétrica Vcc.
• 1 Multímetro digital.
• 1 Potenciômetro de 220 Ω.
• 2 Resistores 150 Ω.
• 4 Pesos de 100g.
• 1 Protoboard.
• fios.

Experimento 2 –Termoresistor

• 1 Termoresistor.
• 1 Fonte simétrica Vcc.
• 2 Resistores 10k Ω.
• 1 Protoboard.
• 1 Potenciômetro 20k Ω.
• Água e gelo.
• fios.

1. Experimento 1 – Sensor Strain Gauge:

1° Passo:

Monte o circuito abaixo, onde a resistência variável será o sensor Strain Gauge.

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                                        Figura 1

2° Passo:

• Fixe uma das extremidades.
• Meça a tensão inicial do sensor em repouso, tenha certeza que os cabos de ligação não estão limitando o movimento do sistema de medição.
• Ajuste o potenciômetro até que a tensão de saída seja zero.
• A variação de tensão será muito baixa, logo se possível, utilize a multímetro na escala de 200mV, no máximo de 2 Volts.
• Fixe um peso de cada vez e anote o valor da tensão de saída, mas cuidado, não fique fixando e retirando o peso, este comportamento irá inserir erro na medição em função do material utilizado na fixação do sensor.

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Figura 2

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1. Experimento 2 – Termoresistor

1° Passo:

Montagem do circuito de acordo com o esquema abaixo.

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Figura 3

2° Passo:

• Com o termômetro de mercúrio, meça a temperatura ambiente, a resistência do sensor e anote os valores encontrados;
• Coloque de 3 a 4 cm de água no béquer, mais do que isto irá demorar para ocorrer a queda da temperatura;
• Prenda com fita crepe o sensor no béquer pelo lado de fora, mas o mesmo deverá ficar em uma posição que terá agua no béquer;
• Ajuste o potenciômetro para que a tensão de saída seja igual a zero volts;
• A variação da tensão será muito pequena, logo utilize a escala de 2V;
• Aqueça a água até a tensão parar de subir, cuidado, não ligue o aquecedor sem que o mesmo fique imerso na água;
• Comece a esfriar a água utilizando gelo, mas você precisa colocar o gelo aos poucos para não esfriar muito;

                                                           

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Figura 4

1. Resultados

Experimento 1: Sensor Strain Gauge

Medição	Peso (g)	Tensão (mV)
0	0	2
1	100	2,6
2	200	3,1
3	300	3,8
4	400	4,5

Experimento 2: Termoresistor

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