DEZ. 2001 1.5. Um transdutor integrado de imagem é composto por

UNIVERSIDADE DE TRÁS-OS-MONTES E ALTO DOURO
ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA
INSTRUMENTAÇÃO E MEDIDAS
ÉPOCA DE RECURSO
DEZ. 2001
PARTE I
1- Classifique cada uma das seguintes afirmações como V (verdadeira) ou F (falsa):
Uma corrente de 1 ± 0,05 mA atravessa o paralelo de duas resistência de valores respectivamente de 100 k
Ω ± 10% e 1 kΩ ± 2%.
1.1.1- A resistência resultante estará compreendida entre os valores de 1,07 kΩ e 1,10 kΩ.
1.1.2- A queda de tensão aos terminais da serie de resistências terá um valor do intervalo [1,025 , 1,185] volt.
1.2- O extensómetro é um transdutor passivo do tipo resistivo tal que sujeito a uma deformação varia a sua
resistividade.
1.3- Um fabricante de LVDT fornece a sensibilidade do transdutor como: S= 1,5 V/mm/V @ 50 Hz. Isto significa
que. Se o LVDT estiver alimentado com uma tensão de 10V, sinusoidal de frequência de 50Hz, a saída será um
sinal sinusoidal de amplitude 15 V.
1.4- Os Termistores são constituídos a partir de misturas de Óxidos Metálicos Semicondutores Policristalinos e
apresentam uma grande sensibilidade térmica e um coeficiente de temperatura geralmente negativo, linearmente
dependente da temperatura.
1.1-
1.5. Um transdutor integrado de imagem é composto por três unidades: fotoelementos, registos
analógicos e conversor carga-tensão. O efeito fotoeléctrico dá-se nos conversores carga-tensão.
1.6- O Termopar é constituído por dois condutores diferentes formando entre eles duas junções. Se estas estiverem
à temperatura T1 e T2, o termopar apresenta à sua saída uma corrente que depende da natureza dos dois condutores
e das temperaturas das duas junções.
1.7- Quando se introduz no circuito do termopar um condutor (ou série de condutores) de natureza diferente, a
f.e.m. de que o circuito é sede não se modifica, desde que o novo condutor (ou série de condutores) tenha as suas
extremidades ligadas entre sí.
1.8- Seja uma montagem de dois transístores emparelhados (com as bases ligadas entre si) e percorridas por duas
correntes constantes diferentes. A diferença entre as duas tensões de base-emissor dos dois transístores é tanto mais
dependente da temperatura quanto o logarítmico da razão das duas correntes.
1.9- Um amplificador diferencial deve apresentar um CMRR ( coeficiente de rejeição de modo comum ) tão alto
quanto possível por forma a assegurar que a saída do amplificador apenas traduz o sinal diferencial.
1.0- Na construção de uma ponte de medidas a sensibilidade da medida é independente da disposição das
impedâncias relativamente à fonte de alimentação e do Galvanómetro, para uma resistência de fonte nula.
Responda apenas a uma das seguintes questões:
2. O circuito seguinte representa em termos simplificados um Amplificador de isolamento óptico.
Pag.1/2
Considerando que os foto díodos D2 e D3 possuem características eléctricas iguais e que recebem iguais
intensidade de luz do LED D1, determine a função de transferência Vo/VIN.
3. Um bloco não linear, de função de transferência I=f(Vo) é colocado
na malha de realimentação de uma Amp. Op, como ilustra a figura.
Determine a função de transferência Vo = F (Vi).
C
PARTE II
1. O circuito da figura é um conversor Ω/V.
a) Expresse Vo em função de Rm
c) Este circuito é utilizado como "Condicionador" de um sensor de temperatura, do tipo resistivo, cuja
função inversa aproximada é:
Tm (º C) = 1 + 10 R m (T) + 0.1 R 2m (T)
em que : Tm → Temperatura a medir, ºC; Rm(T) → Resistência do sensor à temperatura T, Ω.
Por sua vez, o sinal Vo é amostrado por um conversor analógico digital, ADC, de 12 bits.
O conversor apresenta um valor lido de 000Ox (ou 000h) para uma entrada de 0 Volts e um valor lido de
FFFOx (FFFh) para uma entrada de 5 volts
Implemente um programa em linguagem c capaz de visualizar no monitor do PC o valor da temperatura
(em ºC). Considere para o efeito as portas de I/O 300H e 301H como contendo, respectivamente, o byte menos e
mais significativo do ADC.
2- O circuito da figura 3 pode ser usado em dois modo de
funcionamento distintos. No primeiro modo só é utilizado o
fotodíodo D1, enquanto no segundo D1 é retirado (mediante
um shunt dos seus terminais) e são introduzidos os díodos Da
e Db, representados a tracejado na figura 2.
a) Para cada um dos modos de funcionamento, determine a
função de transferência Vo/IP. Considere para o efeito que os
Amp. Op.’s são ideais.
Figura 4: Esquema equivalente
para sinais de um fotodíodo.
b) Para o 1º modo de
funcionamentos,
atrás
descrito, o esquema para
sinais do díodo D1 esta Figura 3: Esquema de um circuito detector de luz.
representado na figura 4.
Determine a frequência máxima do sinal luminoso, sendo aceitável uma atenuação
máxima de –3 dB.
Pag.2/2