COMUNICAÇÃO TÉCNICA ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Nº 174980.1

Comparação entre dois métodos experimentais para calibração de uma bobina geradora de campo Ramon Valls Martin Diego Joriro Nazarre

Apresentada no CONGRESSO BRASILEIRO DE METROLOGIA,

9., 2017, Fortaleza. Palestra... A série “Comunicação Técnica” compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. ___________________________________________________________________________________________________

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Ramon Valls Martin Diego Joriro Nazarre

Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo – IPT

Comparação entre dois métodos experimentais para calibração de uma

bobina geradora de campo

Evidências para validação dos padrões magnéticos do IPT

- Comparações bilaboratoriais (IPT x Inmetro) - Comparações entre diferentes métodos de calibração de bobina geradora - Comparação entre resultados de calibrações de magnetômetro Fluxgate

(PTB x IPT)

- Comparação entre resultados de calibrações de bobina geradora de campo (PTB x IPT)

- Comparação entre padrão comercial e protótipos desenvolvidos no IPT

- Calibrações e verificações do padrão primário (PT2025) no fabricante (Metrolab – Suíça)

- Calibrações em frequência dos padrões primários ( B é proporcional à frequência)

Bobinas geradoras de campos magnéticos

K: coeficiente da bobina [T/A] B: densidade de fluxo magnético gerada no centro da bobina [T] I: corrente elétrica aplicada na bobina [A]

Constante da bobina: K = B/I

Núcleo de ar: B = µ0 H

Calibração de bobinas e rastreabilidade magnética

aplicada

geradobobina I

BK =

Para bobinas com núcleo de ar: B = µ0H

densidade de fluxo magnético (indução magnética)

intensidade de campo magnético momento magnético

Intensidade de campo AC

indução intrínseca (polarização magnética) método extração

calibração em baixa frequência

Fluxo magnético calibração de pickup ( N*A )

Intensidade de campo DC

Bobinas “calculadas”

Bobina de dois enrolamentos em PCB usada no PTB para avaliar o desempenho de pickups para medição de campo AC

Geometria bem definida e estável mecanicamente

Diâmetro = 1 m N = 80 espiras I máximo = 5 A B máximo = 0,5 mT

Bobina geradora de campos magnéticos de baixa intensidade

Método Dimensional

( )( )∑= +⋅

=n

iB

1 23

22i

2O

0

rex

r 2

I μ

( )( )∑= +⋅

=n

iensional

1 23

22i

2O

dim

rex

r 2

μK

Somatória da contribuição das n espiras:

Estimativa da incerteza total relativa do método ~ 0,3 %

B0

e*xi e

Método NMR

PADRÂO

NMR

IB

=NMRK

kNMR: coeficiente k determinado pelo método NMR BNMR: intensidade do campo medido diretamente por um magnetômetro NMR IPADRÂO: corrente elétrica medida através de resistor padrão e multímetro padrão.

2 CASOS:

Estimativa da incerteza total relativa do método ~ 0,1 %

Calibração com interferência do campo ambiente

NMR de fluxo contínuo de água

Elevada tolerância à gradientes magnéticos (homogeneidade precária)

Detalhes do equipamento NMR

MODO 1: Detecção no próprio campo medido

MODO 2: Detecção remota em campo intenso

Detector remoto

Resultados (Dimensional x NMR)

K DIMENSIONAL KNMR UDIMENSIONAL UNMR

(mT/A) (mT/A) (mT/A) (mT/A)

0,086032 0,086063 0,000187 0,000044

ERRO NORMALIZADO 0,70

En entre KNMR (0,5 A) e Kdimensional

K DIMENSIONAL KNMR UDIMENSIONAL UNMR (mT/A) (mT/A) (mT/A) (mT/A)

0,086032 0,086114 0,000187 0,000086

ERRO NORMALIZADO 0,95

En entre KNMR (5,0 A) e Kdimensional

𝐸𝐸𝐸𝐸 =𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐸𝐸𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐸𝐸𝐾𝐾𝐾𝐾 − 𝐾𝐾𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑈𝑈2𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐸𝐸𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐾𝐸𝐸𝐾𝐾𝐾𝐾 + 𝑈𝑈2𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁

Erro Normalizado (En)

Conclusões

ramon@ipt.br Laboratório de Metrologia Elétrica

www.ipt.br

Obrigado!

Trabalho parcialmente financiado com recursos do Projeto de Redes Sibratec - MCTi

mailto:ramon@ipt.br

capa 174980.1slides 174980.1Comparação entre dois métodos experimentais para calibração de uma bobina geradora de campo Evidências para validação dos padrões magnéticos do IPTBobinas geradoras de campos magnéticosNúmero do slide 4Número do slide 5Bobina geradora de campos magnéticos de baixa intensidadeNúmero do slide 7Número do slide 8Número do slide 9NMR de fluxo contínuo de águaDetalhes do equipamento NMRNúmero do slide 12Número do slide 13Obrigado!