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INSTITUTO DE FISICA – SETOR DE ELETRÔNICA
RELAÇÃO DE PROJETOS E CONSTRUÇÃO DE EQUIPAMENTOS
ANOS 2002/2003
1 - Fonte de alimentação para laboratórios de ensino: 6 Vac/3A, 12 Vac/4A, 0 a 14
Vdc/1A. Esta fonte foi projetada e uma unidade piloto foi construída no ano de 2001.
Durante o ano de 2002, cerca de 20 unidades foram construídas, para o Prof. Eugenio
Francke/Ensino.
2 – Protetor contra sub e sobre-tensão na rede elétrica. Ë basicamente utilizado para
proteção de equipamentos, quando usado em conjunto com chave contactora,
protegendo assim não apenas contra valores anormais mas também contra falta de
energia elétrica. Diversas unidades construídas, para diversos setores e gabinetes.
3 – Isolador para sinais analógicos. A função deste aparelho é transferir sinais
analógicos de um lado para outro, com alta precisão e linearidade de fase, com ganho
unitário, e principalmente com isolação galvânica total entre os lados. Seu principal uso
é para interromper laços de terra em sistemas de medidas diversos e em muitos casos
substitui transformadores especiais de pequenos sinais. Além do amplificador isolador o
aparelho possui internamente baterias recarregáveis e seus circuitos de carga
automáticos, com indicadores de carga e de estado das baterias, de maneira que pode
funcionar de modo totalmente independente. Uma unidade construída, para o Lab.
Resistividade/Prof. Mario Baibich.
4 – Amplificador diferencial e medidor de corrente. Trata-se de um amplificador
diferencial com ganho ajustável entre 1 e 500 em cinco escalas, de baixo ruído. Possui
entradas A e B sendo a saída proporcional a (A-B) vezes o ganho, com banda passante
plana até 100 Khz. Além do amplificador diferencial o aparelho possui internamente
baterias recarregáveis e seus circuitos de carga automáticos, com indicadores de carga e
de estado das baterias, de maneira que pode funcionar de modo totalmente
independente, sendo ligado na rede elétrica apenas para recarregar as baterias. Através
de uma chave no painel, o usuário pode escolher o valor e colocar um resistor entre as
entradas A e B do amplificador, de maneira que o aparelho se transforma em um
medidor de corrente de muito alto ganho. Foram construídos duas unidades, sendo um
especial com resposta em alta freqüência (1 MHz). Para o Lab. Resistividade, Profs
Mario Baibich e Gilberto Fraga.
5 – Fonte de tensão e corrente pulsada, 0 a 600 volts, 0 a 1 ampère. Trata-se de fonte
de tensão e corrente eletrônica estabilizada de uso geral, com tensão de saída e limite de
corrente continuamente ajustáveis entre 0 e 600 volts e 0 e 1 ampère, respectivamente,
fornecendo até 600 watts de potencia. Possui mostradores de cristal líquido de 3 ½
dígitos para leitura de tensão e corrente, com resolução de 1 volt e 1 miliampère. Pode
funcionar como fonte de tensão ou como fonte de corrente, conforme se ajustam seus
parâmetros, em função da carga em uso. Para maximizar seu rendimento geral, já que é
uma fonte linear, o retificador de entrada é eletronicamente controlado através de
tiristores (pré-regulador), de maneira que se efetua uma pré-regulação por variação de
ângulo de condução dos mesmos, retirando da rede apenas a energia necessária no
momento. A fonte foi especialmente projetada para funcionar acoplada a um gerador de
pulsos, também projetado e construído por nós, com período e largura de pulso.
ajustáveis entre 0,04 s e 40,0s e entre 10% e 85% respectivamente, de modo a
transformar a fonte em uma fonte pulsada, ou seja, escolhidos os parâmetros de tensão
de saída, limite de corrente e período e largura do pulso, a energia será fornecida de
acordo com as características do pulso. Assim poderemos ter por exemplo, pulsos de
digamos 400 volts com digamos 800 mA, em pulsos com duração de por exemplo, 1
segundo com freqüência de repetição de por exemplo, 10 Hz. Uma unidade construída,
para o Dep. Eletrocorr, Engenharia Metalúrgica/Prof. Dick.
6 – Fonte de corrente bipolar, ± 20 ampères ± 20 volts. , de alta precisão e baixo
ruído, que pode ser controlada por sinal analógico bipolar externo, através de uma
interface analógica com isolação galvânica, ou manualmente através de seus controles
de painel. Devido a alta potencia envolvida, esta fonte conta com um pré-regulador de
tensão construído com tiristores, de maneira que o ângulo de condução dos tiristores é
controlado para retirar da rede elétrica apenas a energia necessária, de acordo com o
que o usuário está solicitando no momento. Esta fonte destina-se a alimentação de um
eletroímã e em função disso uma parte de sua operação foi automatizada, a fim de evitar
erros de operação do usuário, erros esses que poderiam gerar potenciais de reação
potencialmente destrutivos por parte do eletroímã. Possui mostrador digital de 3 ½
dígitos para leitura da corrente de saída. Informações e especificações completas
podem ser encontradas no manual de operação que acompanhou o aparelho. Uma
unidade foi construída, para o Prof. André Pasa, Universidade Federal de Santa
Catarina.
7 – Fonte de corrente alternada para alimentação de filamento, fornece corrente
perfeitamente controlada e precisamente ajustável entre 0 e 400 ampères, para
alimentação de filamento em máquina de evaporação (sputtering) de filmes metálicos.
O circuito utiliza um transformador de corrente para amostrar a corrente de saída e
fechar o laço de controle. O operador pode ajustar o valor da corrente continuamente e
destinadas a proteger o filamento de erros de operação do usuário e da falta de energia
elétrica. Para o Prof Israel Baunvol.
8 – Fonte de corrente ac/dc 1uA-1A. fonte de corrente de alta precisão e baixo ruído
basicamente destinada a alimentação de sensores, pode fornecer corrente contínua ou
alternada de freqüência fixa em 27 Hz, entre os valores de 1 microampère e 1 ampère,
com compliância de tensão máxima de 10 volts. Apresenta como característica especial
a leitura da corrente ac, que é mostrada no display digital no painel, como valor em rms
verdadeiro. A estabilidade da corrente ac é garantida por um gerador senoidal digital
interno. Duas unidades construídas. Para o Prof. Paulo Pureur/Lab. Resistividade e para
o Prof. Alcione Jurelo, da Universidade Estadual de Ponta Grossa/Paraná.
9 - Fonte de corrente bipolar, 1 uA a 100 mA controlável por sinal analógico externo,
via uma interface analógica galvanicamente isolada, ou manualmente por seus controles
de painel. A fonte, quando controlada por sinal externo, apresenta banda passante de 1
KHz. Para o Prof. Ney Matoso, Centro Politécnico, Dep. Física, Universidade Federal
do Paraná.
10 – Fonte de corrente bipolar, ± 30 ampères, ± 40 volts de alta precisão e baixo
ruído, que pode ser controlada por sinal analógico bipolar externo, através de uma
interface analógica com isolação galvânica, ou manualmente através de seus controles
de painel, ou através de computador, via interface RS 232, utilizando software próprio
que acompanha o aparelho. Este software permite que a fonte execute praticamente
qualquer forma de onda de corrente bipolar, bastando o usuário traçar previamente a sua
curva de corrente, que naturalmente ficará gravada para posterior reprodução. A fonte
possui em seu painel, além dos controles usuais para operação local, um display de
cristal líquido multifunções, onde o usuário poderá ler informações tais como: valor da
corrente de saída, valor da tensão de saída (esses dados também são mostrados no
monitor do computador, quando em operação via micro), modo de operação,
temperatura interna da fonte, etc. O projeto dessa fonte é direcionado para aplicações de
produção de campo magnético em eletroímãs, de maneira que ela incorpora uma série
de proteções especiais de operação que são complexas para se expor aqui, e que
representam nossa experiência de 2 décadas na área. Informações completas e
especificações podem ser vistas no manual de operação de acompanha a fonte, se
desejado. Uma unidade foi construída, para o Prof. Hugo Bonette, Grupo de
Propriedades Ópticas, Departamento de Física da Matéria Condensada, Instituto de
Física Gleb Wataghin, UNICAMP/SP.
11- Nanoamperímetro. Aparelho completo com display digital, para medir correntes,
com resolução de 0,1 nA (0,1 nanoampères ou 100 pA), possuindo escalas de 10 nA,
100 nA, 1 uA e 10 uA. Utiliza um amplificador de corrente ultra-estável e de baixo
ruído. Uma unidade construída. Para o Lab. Laser/Prof. Flavio H.
12 – Temporizador para medidas de tempo, utilizando um sensor óptico com luz
infravermelha, que também foi construído, este aparelho mede diversos parâmetros
físicos de pêndulos, tais como período, velocidade, também em movimento linear, tais
como velocidade média, instantânea, conservação de energia cinética, momento,
gravidade, etc, etc. Possui alta precisão devido a uma base de tempo estabilizada a
cristal de quartzo, com divisores digitais, de modo a permitir medidas em várias escalas
de tempo, desde 0,1 ms até 20 s. Três unidades foram construídas. Para Profa. Maria
Terezinha Xavier (Teka).
13 - Excitadores para diodos laser. Os diodos lasers são extremamente sensíveis e
não toleram nada de sobre-carga, devendo ser alimentados com corrente regulada
eletronicamente. Esta é a função deste aparelho, que permite também variar a potencia
da luz emitida e também modular a luz laser com sinais externos. Três unidades foram
construídas. Para Prof. Flavio Horowitz/Lab. Laser.
14 – Gaussímetro especial, com escalas de 0 a 2000 gauss, este aparelho possui em
seu painel 4 displays digitais de 3 ½ dígitos. Ele permite medir simultaneamente três
sensores Hall, dispostos em uma montagem especial de modo a medir campo
magnético nos 3 eixos X, Y e Z. Além dos campos magnéticos, o aparelho mede
também a temperatura na região dos sensores. O conjunto de sensores fica disposto na
extremidade de uma haste metálica, de modo a permitir medidas em áreas remotas. A
eletrônica utilizada é basicamente a mesma desenvolvida em projeto anterior (ver
Relatório de Atividades de 2001). Importante acrescentar que o aparelho funciona com
baterias internas, sendo totalmente autônomo, possuindo toda a eletrônica para recarga
das baterias e indicação do estado das mesmas. Uma unidade construída, para o Lab.
Magnetismo/Ângelo Morrone.
15 – Gaussímetro digital. Este gaussímetro é de uso geral, pois possui várias escalas
de medida, pode medir campo magnético contínuo, campo alternado de valor médio,
campo alternado com valor RMS, possuindo display indicador de cristal líquido de 3 ½
dígitos. A particularidade neste projeto é que todas as funções do aparelho são
comutadas por interruptores de toque, não possuindo chaves comutadoras mecânicas.
Apesar de projeto completo não chegou a ser construído. Para Lab. Magnetismo/Angelo
Morrone.
16 – Fonte de alta tensão 0 a 1Kv, continuamente variável, com display de cristal
líquido, alimentada com pilhas. Foi construída uma unidade, não se sabe para quem.
17 – Gerador de onda triangular especial. Com freqüência variável entre 0,1 Hz e
100 Hz, ajuste de amplitude de saída e de tensão offset, saída protegida, alta precisão e
estabilidade./Laser/Uma unidade construída.
Obs: - inúmeros outros pequenos aparelhos de vários tipos foram construídos no
Setor de Eletrônica neste período, mas por não terem sido registrados não podem ser
aqui descritos. Do mesmo modo, inúmeras atividades de manutenção de alto nível
foram executadas e não registradas.
- todos os equipamentos listados como construídos são equipamentos completos,
totalmente operacionais, com acabamento profissional, que inclui não somente a parte
de projeto como todo o processo de construção física, incluindo funilaria e pintura das
caixas, etc.