Sistemas de Medio - Exerccio
Alexandre Campos - [email protected]
28 de maio de 2011
1. Verique que a sensibilidade do metal condutor SA
=R/Raxial
= d/axial + 1 + 2
2. Verique que o ganho numa ponte de Wheatstone de dois os, se
R1 = R2 = R3 = R4, R/R
4
3. Verique como o ganho numa ponte deWheatstone de dois os
afetada se o sensor (elemento
R1 da ponte) est situado longe do resto da ponte.
4. Explique porque uma ponte de Wheatstone de trs os pode ser
til no caso do tem anterior
5. Verique que a impedncia capacitiva (Zc = 1C = jC ) linear com
relao distncia(h) entre placas de um capacitor. Se a sensibilidade
do capacitor, neste caso, S = Zch ,como inui o aumento da rea do
capacitor na sensibilidade?
6. Um extensmetro (R1), dentro de uma ponte de Wheastone de dois
os R1 = R2 = R3 =R4 = 120, usado para medir a tenso mecnica a trao
() aplicada a uma barra de ao(E = 2000 GPa, Esc = 250 MPa). O
extensmetro de Constantan tem uma sensibilidadede condutor de SA =
2.1. Projete um sistema de medio para obter um sinal de
0-5Voltspara tenses de trao de 0-200Mpa atuando sobre a barra.
Considerando que existem
perturbaes que interferem no sinal necessrio que parcelas do
sinal com frequncias
maiores de 10Hz sejam atenuadas a 2% do seu valor.
7. Modique o sistema do ponto anterior para medir o
comportamento da parcela do sinal que
vibra a 100Hz, use um ltro passa-banda que no mximo atenue 4% do
sinal desejado.
8. Modique o sistema do ponto anterior para medir o
comportamento da parcela do sinal que
vibra a 100Hz, use um ltro passa-banda que atenue no mnimo 98%
do sinal de 50Hz e 90%
o sinal de 120Hz.
9. Qual a condio para que uma ponte de Wheatstone esteja em
equilbrio?
10. Demonstre porque ao operar numa ponte de Wheastone como
instrumento de cancelamento,
ainda que R1 6= R2 6= R3 6= R4 possvel obter uma relao linear
entre a voltagem de sadaeAC e as mudanas nas resistncias
R1,R2,R3,R4
11. Na ponte de Wheatstone
Calcule a restistncia e fonte equivalentes de Thvenin para a
ponte de Wheatstone noponto AC.
Do item anterior, assuma que o medidor (situado entre A e C)
possui uma resistnciaRM . Calcule a corrente iM que passa atravs do
medidor.
Do item anterior, se iM 6= 0 (i.e. o caso real), qual a tenso
real no medidor eACL. Calcule a relao entre as tenses eACL
(considerando a resistencia interna do medidorRM 6= e iM 6= 0) e
eAC Identique a resistncia equivalente da ponte Re
1
Qual a perda de sinal (chamada efeito de carregamento) se e.g.
RM = 15Re?12. Explique o funcionamento de um seguidor de voltagem e
sua vantagem.
13. Calcule o ganho de um amplicador em congurao no-inversora
(real e ideal)
14. Calcule o ganho de um amplicador em congurao inversora (real
e ideal)
15. Calcule o ganho de um amplicador em congurao diferencial por
super-posio dos re-
sultados anteriores (ideal). Qual o ganho se
RFR1
= R3R2
16. Explique o funcionamento de um amplicador em congurao
inversora
17. Um instrumento de medio gera uma tenso proporcional a
velocidade angular de um eixo:
1mVolts/rpm. A velocidade mxima do eixo de 100rpm e o tempo
mximo de medida 10
segundos. Projete um sistema de medio para levar ao Arduino dois
sinais de tenso entre
0-5volts correspondentes posio angular e a velocidade
angular.
18. Verique que no ltro passa-baixas o ganho dado por
vovi
= 11+(CR)2
2
