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Instrumentação e Técnicas de Medida – EEL710
11/07/2012
Nome:
PARA ESTA PROVA, DESRESPEITAR AS SEGUINTES REGRAS VALE –1 PONTO
1) COLOQUE SEU NOME E NUMERE AS FOLHAS DOS CADERNOS DE RESPOSTA
2) RESPONDA AS QUESTÕES EM ORDEM UTILIZANDO ATÉ 2 PÁGINAS POR QUESTÃO (NO MÁXIMO 3)
3) REDESENHE O CIRCUITO E INDIQUE AS CORRENTES E TENSÕES (NOMES E SENTIDOS)
4) ESCREVA AS EQUAÇÕES LITERAIS, E SÓ DEPOIS SUBTITUA VALORES.
5) O EQUACIONAMENTO DO PROBLEMA É MAIS IMPORTANTE QUE A SOLUÇÃO FINAL*
1) a) Calcule a sensibilidade dos parâmetros de um filtro MFB (com as características abaixo) com
relação aos seus componentes. b) Qual o significado destes valores?
1/2
R4
C
R3
R √ R ⋅R
1
1
ω0=
, α= = 5⋅
+ 4 + 3 4 e Ganho=H 0=
R3⋅R 4⋅C 2⋅C 5
R1
Q
C2
R4
R3
R1
(
)
√ (√ √
)
2) Desenhe o gráfico vo x vi para o circuito abaixo. Os diodos tem queda de tensão de 0,7V.
3) O circuito abaixo mede temperaturas entre 400oC e 600oC com um termopar tipo J e
compensação eletrônica de junta fria. O LM134 é uma fonte de corrente cuja saída depende
linearmente da temperatura: I (μ A)=227⋅[273+Tamb ( o C )]/ R8 (com o sentido indicado). O
termopar apresenta saída ET(∆T) tal que ET(400oC)=21,846mV e ET(600oC)=33,096mV. A
compensação de junta fria deve funcionar para temperaturas entre 10 e 40 oC. a) Determine a
expressão da tensão na saída do amplificador operacional. b) Determine os valores dos
componentes para que a saída seja de ±10V na faixa de operação do circuito.
4) Quais cuidados devemos ter com a montagem (layout de placa, escolha dos componentes e
cabeamento) de um circuito condicionador de sinais com elevada impedância de entrada e alto
ganho (como nos amplificadores para fotodiodos em modo fotovoltaico). Justifique sempre, use
desenhos se necessário.
5) Apresente uma planilha de erros para um amplificador diferencial levando em conta ruído do
amplificador e ruído térmico. O amplificador tem produto ganho banda constante de 8MHz.
Considere que o ganho da configuração é 200 com resistores de 1kΩ e 200kΩ. O operacional é um
OP27A com en=3,8nV/√Hz, in=0,6pA/√Hz, en(0,1-10Hz)=0,18µVpp e voMÁX=±5V. Expresse a
resolução deste circuito em função do número de bits de um conversor AD. Considere T ambiente.
Instrumentação e Técnicas de Medida – EEL710
18/07/2012
Nome:
PARA ESTA PROVA, DESRESPEITAR AS SEGUINTES REGRAS VALE –1 PONTO
1) COLOQUE SEU NOME E NUMERE AS FOLHAS DOS CADERNOS DE RESPOSTA
2) RESPONDA AS QUESTÕES EM ORDEM UTILIZANDO ATÉ 2 PÁGINAS POR QUESTÃO (NO MÁXIMO 3)
3) REDESENHE O CIRCUITO E INDIQUE AS CORRENTES E TENSÕES (NOMES E SENTIDOS)
4) ESCREVA AS EQUAÇÕES LITERAIS, E SÓ DEPOIS SUBTITUA VALORES
5) O EQUACIONAMENTO DO PROBLEMA É MAIS IMPORTANTE QUE A SOLUÇÃO FINAL*
6) FAÇA UMA PROVA ORGANIZADA E CAPRICHADA
1) Explique o funcionamento do
circuito ao lado. Mostre como
foram calculados os componentes.
Qual a faixa de tensões de saída?
Considere que o termopar K tem
coeficiente
Seebeck
de
aproximadamente 41µV/°C e o
TMP35 é um sensor de temperatura
com coeficiente
térmico
de
10mV/°C.
2) O circuito ao lado deveria funcionar
como um condicionador para uma
ponte de Wheatstone. Este circuito
realmente funciona ou o OP177 está
com realimentação positiva? Corrija o
circuito se necessário e explique seu
funcionamento. Mostre como foram
calculados os componentes. Determine
a saída em função da entrada (µε). O
ganho do AD620, um amplificador de
instrumentação, é determinado por
49,9 k Ω
G=
+1 .
R ganho
3) Para o circuito da questão 2: a) quais os elementos estão sendo utilizados para minimizar ruído e
interferências? Como funcionam? b) o que deve ser feito para levar a ponte a um local distante 30
metros do resto do circuito ao qual ela está interconectada, com fios AWG 30, de cobre, com
Rfio=10,5Ω @ 25°C e TC=0,385%/°C, sem que a resistência dos fios interfira na medida; c) qual
será o efeito de uma variação de temperatura de 50°C? d) que vantagens e desvantagens existem em
excitar esta ponte com um sinal AC? e) desconsiderando a precisão dos componentes quais
elementos são críticos para a qualidade da medida? Justifique suas respostas.