Nº Comparação entre dois métodos experimentais para calibração de uma bobina geradora de campo

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1 COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº 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. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 CEP São Paulo SP Brasil CEP Tel /4000 Fax

2 Comparação entre dois métodos experimentais para calibração de uma bobina geradora de campo Ramon Valls Martin Diego Joriro Nazarre Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo IPT

3 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)

4 Bobinas geradoras de campos magnéticos Núcleo de ar: B = µ 0 H Constante da bobina: K = B/I K: coeficiente da bobina [T/A] B: densidade de fluxo magnético gerada no centro da bobina [T] I: corrente elétrica aplicada na bobina [A]

5 Calibração de bobinas e rastreabilidade magnética K = bobina B I gerado aplicada densidade de fluxo magnético (indução magnética) intensidade de campo magnético Para bobinas com núcleo de ar: B = µ 0 H calibração de pickup ( N*A ) método extração calibração em baixa frequência Fluxo magnético indução intrínseca (polarização magnética) momento magnético Intensidade de campo AC Intensidade de campo DC

6 Bobinas calculadas Geometria bem definida e estável mecanicamente Bobina de dois enrolamentos em PCB usada no PTB para avaliar o desempenho de pickups para medição de campo AC

7 Bobina geradora de campos magnéticos de baixa intensidade Diâmetro = 1 m N = 80 espiras I máximo = 5 A B máximo = 0,5 mt

8 Método Dimensional B0 Somatória da contribuição das n espiras: e e*x i B 0 = n 2 O 3 i= ( x ) + ) 2 i e r μ I r K dimensional = n 2 O ( ) ) 3 i= x + 2 i e r μ Estimativa da incerteza total relativa do método ~ 0,3 % r

9 Método NMR K NMR = B I NMR PADRÂO k NMR : coeficiente k determinado pelo método NMR B NMR : intensidade do campo medido diretamente por um magnetômetro NMR I PADRÂO: corrente elétrica medida através de resistor padrão e multímetro padrão. 2 CASOS: Estimativa da incerteza total relativa do método ~ 0,1 %

10 Calibração com interferência do campo ambiente

11 NMR de fluxo contínuo de água Elevada tolerância à gradientes magnéticos (homogeneidade precária)

12 Detalhes do equipamento NMR MODO 1: Detecção no próprio campo medido MODO 2: Detecção remota em campo intenso Detector remoto

13 Resultados (Dimensional x NMR) Erro Normalizado (En) EEEE = KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK KK NNNNNN UU 2 dddddddddddddddddddddd + UU 2 NNNNNN K DIMENSIONAL K NMR U DIMENSIONAL U NMR En entre K NMR (0,5 A) e K dimensional (mt/a) (mt/a) (mt/a) (mt/a) 0, , , , ERRO NORMALIZADO 0,70 En entre K NMR (5,0 A) e K dimensional K DIMENSIONAL K NMR U DIMENSIONAL U NMR (mt/a) (mt/a) (mt/a) (mt/a) 0, , , , ERRO NORMALIZADO 0,95

14 Conclusões

15 Obrigado! Laboratório de Metrologia Elétrica Trabalho parcialmente financiado com recursos do Projeto de Redes Sibratec - MCTi