27/04/2015 Amplificadoresparasensoresdepresso(ART648)

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Amplificadoresparasensoresdepresso(ART648)

DetalhesEscritoporNewtonCBraga

Asconfiguraesmaisusadasnointerfaceamentosesensoresdepressoutilizamamplificadoresparainstrumentao..Noentanto,paraasaplicaesmaismodernas,emqueointerfaceamentoocorrecomcircuitosdigitais,existemconfiguraesmaisconvenientes.BaseadosemliteraturadaFreescale(www.freescale.com),mostramosalgumasconfiguraesespecficasparasensoresdepresso,comcaractersticasmelhoresdoqueastradicionais.Narevisode2012constatamosqueesteartigoaindabastanteatual,devendoapenasoleitorverificarantesadisponibilidadedoscomponentesrecomendados.

Nasaplicaesemqueosensordepressodeveserligadoaummicrocontrolador,ascaractersticasdosamplificadoresutilizadosdevemlevaremcontadiversosfatores.UmdelesjustamenteasadaquedeveseadaptarafaixacomumdeentradadosconversoresA/Dquevariade0a5V.Comoossensoresdepressofornecemsadasnafaixademilivoltsbvioqueosamplificadoresutilizadosdevemterumganhoelevado.

Outracaractersticaaserobservadaestnofatodequeassadasdossensoresdepressosodiferenciais,assim,devemexistirrecursosparaqueestasadasejaconvertidaparaumadeplonicocapazdesertrabalhadapelocircuito.Outrospontosimportantesconsistemnamudanadonvelderefernciade0,5Vparaapressozero,obtendoseassimumaescalade0,5a4,5Vparatodaafaixadepressesquedevemsermedidas.Tambmdevemserlevadasemcontaascaractersticasdeimpednciasdeentradaedesadasdestescircuitos.

Parachegarmossconfiguraesmelhoradas,partimosdaconfiguraotradicionaldeumamplificadordeinstrumentao,mostradanafigura1.

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Figura1Amplificadorparainstrumentaotradicional.

Esteamplificadorpossuiumaentradadiferencialenasduasetapasparalelasdeentradaoganhobaixoparaseobterassimmaiorimpednciadeentrada.Oganhofinaldadopelasegundaetapa.Estecircuito,entretantonotemumajustedeoffsetDC,oqueimportantenaaplicaocomsensoresdepresso.Paraobterumajustedeoffsettemosumaconfiguraomaisavanadaquemostradanafigura2.NestecircuitoopotencimetroR6possibilidadeoajustedopontodezerodasada.OrecursoobtidoatravsdaconexodeR3de1kaopino14doamplificadoroperacionalU1D.Atensobufferizadadeoffsetjustamentederivadadocursordopotencimetrodeajuste.Estecircuitopermiteajustaratensodeoffsetem0,75Voquelevaaumafaixadesadasde0,75Va4,75V,compatvelcomasentradasA/Ddosmicrocontroladores.

Figura2Amplificadorcomajustedeoffsetparasensordepresso.

Sebemqueestecircuitofuncionebemexistemalgunsproblemasaseremconsideradosnumaaplicaoprtica.Dentresuaslimitaestemosoelevadonmerodecomponentesexternos,principalmenteresistoresquedevemserbemcasados.Falhasnocasamentodestesresistoresdegradamarejeioemmodocomumeatolernciainicialnatensodeoffsetsobpressozero.Emaplicaescrticas,ondeonmerodecomponenteseaprecisosoimportantes,estaconfiguraonopodeserconsideradadasmaisconvenientes.

Aslimitaesdocircuitoapresentadopodemsereliminadascomoutraconfigurao,mostradanafigura3.NestecircuitoamaioramplificaoobtidaporU1Aqueconfiguradocomoumamplificadordiferencial,sendoisoladodasadanegativadosensorporU1B.AfinalidadedeU1BevitaracorrentedefeedbackquefluiatravsdeR5eR6atravsdosensor.Observeaindaapresenadeumreguladordetensoparaalimentarosensoretambmfornecerumatensofixaparaoajustedenulo.

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Figura3Amplificadorespecficoparasensor

Paraosvaloresdoscomponentesutilizadosnestecircuito,oganhodeaproximadamente125.Estecircuitoutilizamenoscomponentesqueoanterioremaisestvel.Mas,mesmoassimtemosaindaquatroamplificadoresoperacionaiseumnmerorazovelderesistoresquedevemserbemcasados,comtolernciasbaixas.AsadadestecircuitoumatensoanalgicaquepodeseraplicadadiretamenteentradadoconversorA/Ddeummicrocontrolador.Umaconfiguraoaindamelhor,poisusamenoscomponentesemaisestvelamostradanafigura4.

Figura4Miniamplificadorparasensordepresso.

Estecircuitoutilizaapenasdoisamplificadoresoperacionaisealgunsresistoresparadeterminaroganhoedemaiscaractersticas.Osvaloresdoscomponentespodemseralteradosemfunodafaixadetensesdesejadasnasada,ouseja,conformeascaractersticasdeentradadocircuitointerfaceado.

Concluso:

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Oscircuitosmostradosnesteartigososugestesdeaplicaesparaodesenvolvimentodeprojetosqueempreguemsensoresdepresso.Dependendodascaractersticasdoscircuitosinterfaceadoseautilizaodeoutrosamplificadoresoperacionais,alteraesdosvaloresdoscomponentespodemsernecessrias.Oqueimportanteentretanto,,queoleitorvejaasconfiguraesquepodemseradotadasparaaresoluodeproblemasespecficosquandoseutilizamsensoresdepresso.