Tipos de Medidores MEDIDOR NÃO-INTEGRATIVO CC

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1 Tipos de Medidores Medidor não-integrativo; Medidor integrativo; Medidor do valor médio retificado; Medidor de valor de pico; Medidor de valor eficaz. MEDIDOR NÃO-INTEGRATIVO CC Processa o sinal CC sem rejeitar o ruído de modo normal, o qual intefere no valor do resultado apresentado; Mede o valor instantâneo do sinal (ver figura). O valor do sinal no instante to é: U = U + U + U m x rt( to) rp( to) UrP(t) onde Ux -valor da tensão a ser medida; UrT - ruído térmico de modo-normal; UrP - ruído periódico. UrT(t) Ux Vm V Medidores desse tipo usam CA/D paralelo ou por aproximações sucessivas.

2 MEDIDOR INTEGRATIVO Fornece o valor médio do sinal, havendo supressão de parte do ruído superposto; O valor medido é dado por: m Ti = T x in( t ) * dt i 0 Esse efeito pode ser obtido por um instrumento de bobina móvel, um filtro PB ou mesmo por um integrador controlado. A componente periódica do ruído é suprimida, como pode ser percebido no gráfico ao lado. O ruído térmico, medido num tempo finito, não é totalmente cancelado. MEDIDOR DO VALOR MÉDIO RETICADO O valor indicado por esse instrumento é: m = kf T Ti 0 x in (t) * dt K f = Valor Eficaz Valor medio & absoluto kf, denominado fator de forma, vale π/( ), para onda senoidal e o valor indicado é igual ao valor rms. O instrumento é implementado com retificador de onda completa (ou meia-onda) seguido de um filtro PB. A exatidão dos resultados depende do conteúdo de harmônicos segundo-harmônico com amplitude 0% da fundamental causa erro de 0,5%; maior conteúdo harmônico maior o erro.

3 O emprego do retificador sensível ao ângulo de fase permite que as harmônicas pares sejam completamente eliminadas; A tabela abaixo mostra valores médios absolutos de alguns sinais típicos e a leitura fornecida com este instrumento SINAL Valor Médio Absoluto Leitura Fator de Forma Senoidal π π Triangular Quadrado π 4 3 Ruído π σ π π σ π -valor de pico MEDIDOR DE VALOR DE PICO Instrumentos que realizam esse tipo de medição são, muitas vezes, construídos para medir o valor de pico e indicar o valor eficaz para sinais senoidais. Nesse tipo de medidor o retificador de pico pode ser colocado na própria ponta de prova quando não é necessário nenhuma pre-amplificação do sinal de corrente alternada; cabos transmitem apenas o sinal DC, fazendo com que esse instrumento possa ser usado para medir sinais de até centenas de megahertz. uma desvantagem se deve à limitada sensibilidade devido à não linearidade do diôdo. A indicação de um medidor de pico é dada por: m = p

4 MEDIDOR DE VALOR DE PICO A tabela abaixo mostra valores de pico de alguns sinais típicos e a correspondente indicação do instrumento SINAL Valor de Pico Leitura Fator de Crista Senoidal Triangular Quadrado 3 MEDIDOR DE VALOR EFICAZ Medidores que respondem ao valor eficaz de sinais periódicos fornecem leitura dada pela seguinte expressão: m T = T ( t ) dt 0 Os métodos de medição de sinais alternados foram tratados no capítulo anterior; Um voltímetro para medir sinais com alto fator de crista requerem amplificadores com faixa dinâmica suficiente para evitar a operação em região não-linear; O fator de crista máximo é determinado pela banda de passagem do amplificador quanto mais alto o fator de crista, maior será o espectro de freqüência do sinal.

5 MEDIDOR DE VALOR EFICAZ Ruídos térmicos e periódicos causam erros no valor indicado pelo medidor de valor eficaz; O uso de voltímetros seletivos pode resolver esse problema; A tabela abaixo mostra valores eficazes para alguns sinais típicos e as correspondentes indicações do medidor: SINAL Valor Eficaz Leitura Senoidal Triangular 3 Quadrado 3 Instrumentos de Medição Instrumentos eletromecânicos; Osciloscópio; Voltímetro analógico CC; Voltímetro CA (baixa frequência); Voltímetro CA (alta frequência); Voltímetro vetorial; Voltímetro seletivo; Voltímetro digital

6 INSTRUMENTOS ELETROMECÂNICOS Instrumento de bobina movel imã-permanente usados para sinais contínuos na faixa de µa a 0,5A de corrente e mv a 600V de tensão; incerteza pode chegar a 0,%. Instrumento eletrodinâmico utilizados tanto em corrente contínua quanto alternada; incerteza pode chegar a 0,% e pode ser usado como padrão (transfer.) Instrumento ferro- movel utilizados tanto em corrente contínua quanto em até 00 Hz; faixa de 0,A a 0A de corrente e 50V a 750V de tensão Instrumento eletrostático utilizados tanto em corrente contínua quanto alternada (0 khz); faixa de medição vai de 0V até MV (incerteza de 0,%) Classificação: OSCILOSCÓPIO Osciloscópios analógicos convencionais Baixas frequências (< 500 KHz); Médias frequências (< 50 MHz); Altas frequências (> 50 MHz); Osciloscópios com memória Analógicos: de persistência variável; biestável. Digitais Baixas frequências (< 00 MHz); Altas frequências (> 00 MHz). Osciloscópios de amostragem

7 Especificação: Sensibilidade vertical: é o menor fator de deflexão do controle de volts/divisão. Exemplo (mv/div) Banda passante(bw):é a faixa de freqüência sobre a qual o sinal de saída no osciloscópio (resposta) sofre uma atenuação dentro de ±3dB em relação ao sinal de entrada (exitação); Tempo de subida (Ts): Esta especificação nos dá uma indicação de como o osciloscópio reproduz pulsos aplicados na entrada. É, usualmente, definido como o tempo que um degrau aplicado na entrada gasta para sair de 0% até atingir 90% de sua amplitude final, devido à distorção criada pelo circuito do osciloscópio. Existe uma relação entre Ts e BW dada por: Ts = 0, 35 BW Tempo de varredura horizontal: Fornece a calibração da seção horizontal do osciloscópio. É o tempo/div; Número de canais: Refere -se ao número de terminais para medição de sinais distintos disponíveis em um osciloscópio; VOLTÍMETRO ANALÓGICO CC A faixa de tensão a ser medida é selecionada por meio de uma chave que estabelece o fator de escala do divisor de tensão resistivo na entrada do instrumento; Sinais de baixa intensidade podem ser amplificados; Para evitar a saturação do amplificador causada por ruídos, um filtro passa-baixa pode ser utilizado antes do amplificador; O sinal de saída do amplificador é medido através de um IBMIP; A exatidão deste tipo de instrumento é limitada à faixa de 0,% a %;

8 VOLTÍMETRO CA (BAIA FREQÜÊNCIA) Empregam retificadores de precisão de onda-completa; Na saída existe um medidor de bobina-móvel imã-permanente; São usados para medir tensões alternadas desde mv até 300 volts; Podem ser usados para freqüências de até MHz; Em freqüências muito altas ocorre um aumento do erro da medição devido à dependência da freqüência do ganho e das impedâncias parasitas dos cabos. MULTÍMETRO DIGITAL Pode medir tensões e correntes ca/cc e resistência; É utilizado sempre que exatidão, rapidez e operação automática ou programada é necessária; O multimetro digital consiste em um voltimetro digital contendo condicionadores de sinais adicionais; A relação sinal/ruído pode ser melhorada por meio de filtros passa-baixas; O conversor analógico-digital é usualmente do tipo rampa-dupla Pode ser usados para até 000 volts e resolução mínima de µv; A incerteza pode chegar até a 0,00%.