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. Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT Av. Prof. Almeida Prado, 532 Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 CEP 01064-970 São Paulo SP Brasil CEP 05508-901 Tel 11 3767 4374/4000 Fax 11 3767-4099 www.ipt.br
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
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 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]
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
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
Bobina geradora de campos magnéticos de baixa intensidade Diâmetro = 1 m N = 80 espiras I máximo = 5 A B máximo = 0,5 mt
Método Dimensional B0 Somatória da contribuição das n espiras: e e*x i B 0 = n 2 O 3 i= 1 2 2 2 ( x ) + ) 2 i e r μ I r K dimensional = n 2 O ( ) ) 3 i= 1 2 2 2 x + 2 i e r μ Estimativa da incerteza total relativa do método ~ 0,3 % r
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 %
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) 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) 0,086032 0,086063 0,000187 0,000044 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) 0,086032 0,086114 0,000187 0,000086 ERRO NORMALIZADO 0,95
Conclusões
Obrigado! ramon@ipt.br Laboratório de Metrologia Elétrica www.ipt.br Trabalho parcialmente financiado com recursos do Projeto de Redes Sibratec - MCTi