COB783-Trabalho03

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COB783 – Trabalho 3 
Apresentar esta lista de exercícios, com a solução manuscrita, na data prevista no
cronograma de atividades disponível na Internet. A entrega deve ser feita nos primeiros
20 minutos de aula. Copie ou cole o enunciado de cada questão antes de apresentar sua
solução. Mostre o desenvolvimento de cada questão. Para gráficos, tabelas e
procedimentos de cálculo numérico utilize programas de computador que auxiliem na
tarefa (MATLAB, FreeMat, Excel...), copie e cole os gráficos, tabelas e código fonte.
Identifique os eixos dos gráficos (X e Y), determine sua escala e as unidades de tudo.
Esta é uma lista de exercícios para fazer em casa, não resolva problemas em espaço
apertado, passe a limpo antes de entregar.
1) Mostre a melhor maneira de conectar dois transdutores capacitivos em uma ponte AC.
Calcule a tensão na saída da ponte.
a) Qual a condição necessária para linearidade?
b) A fonte de alimentação pode ser contínua ou alternada? Justifique.
c) Mostre, com um diagrama em blocos, como obter um sinal contínuo na saída da
ponte, mesmo se a fonte de alimentação for alternada.
d) Se a fonte de alimentação for alternada, qual a influência da frequência do sinal de
entrada sobre a tensão de saída no item c.
2) Um transdutor capacitivo de proximidade é construído de tal forma que, para distâncias
h menores que metade do diâmetro do sensor, a capacitância pode ser modelada como
C1=
⋅A
h
a) Estime DC/C e DXC/XC
b) Estime linearidade e sensibilidade
3) A figura abaixo mostra a estrutura simplificada de um acelerômetro capacitivo, onde o
eletrodo central é móvel. Os capacitores diferenciais estão sob a mesma variação, em
direções opostas, sendo que 
C1=
⋅A
d x
 e C2=
⋅A
d−x
a) Obtenha a expressão para os sinais V1–V2 e V2/V1 
b) Qual opção (diferença ou razão) deve ser utilizada para aumentar a linearidade da
variação do sinal com a variação de x?
4) A ponte de Schering, uma das mais importantes pontes CA, é muito utilizada para
medições de capacitores e também para a medição de propriedades isolantes, isto é, em
condições com ângulos de fase muito próximos de 900. Calcule os valores de C3 e R3
(figura a seguir) em função dos demais componentes da ponte.
R. Rodrigues, Medidas Elétricas Ia - ESP314, UFSM,. World Wide Web,
http://www.ufsm.br/medidasonline/tutorial/resposta_pontescc.html
5) Quais as topologias das pontes de Maxwell, Hay e Wien? Determinar para que servem
e como funcionam (equacionando) estas pontes.
6) Determinar a temperatura da junta quente para os termopares abaixo:
a) Um termopar de Chromel-Alumel gera uma tensão de 5 mV. A junção fria está a
15 oC e a sensibilidade do termopar é de 0,04mV/oC;
b) Um termopar de Platina-Platina/Rodio gera 7,5 mV. A temperatura da junta fria é de
20oC e a sensibilidade do termopar é de 6 µV/oC.
http://www.ufsm.br/medidasonline/tutorial/resposta_pontescc.html
7) A força eletromotriz de um termopar metal(A) – chumbo(B) é calculada pela fórmula
E AB=α⋅t+
1
2
⋅β⋅t 2 , onde α e β são constantes cujos valores encontram-se na tabela abaixo
e t é a diferença de temperatura da junção sob teste, em relação a 0 °C.
Metal α (µV/°C) β (µV/°C2)
Alumínio -0,47 0,003
Cobre 2,76 0,012
Platina -1,79 -0,035
Ferro 16,6 -0,030
Considerando a medida efetuada em uma junção a 100 °C com um termopar alumínio-
ferro (EAl-Fe), de quanto será a força eletromotriz, em mV? (ENADE, 2008)
8) Um sensor de força piezoelétrico tem uma sensibilidade de 0,3pC/N e uma
capacitância de 500pF. Que saída este sensor proporciona em relação a aplicação de
uma força de 20N? Qual a saída produzida se for empregado um amplificador de ganho
100 cujo equivalente de entrada é uma resistência de 1000MΩ e é conectado com um
cabo de 12pF? (Instrumentação A, UFRGS*)
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