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Aula 8 – Condicionamento de sinais com Amplificadores operacionais Prof. Henrique Marin van der Broocke Campos, eng. eletricista e mestre enghenrique@outlook.com CCE0428 – Redes Industriais e Sistemas Supervisórios Objetivo da aula Abordar o condicionamento de sinais, especialmente a amplificação do sinal Apresentar conceitos relacionados ao amp- op aplicado para somar, subtrair e amplificar sinais 2 O que vamos aprender Conceitos básicos sobre sinais Condicionamento de sinais 3 Condicionamento de sinais Etapa 1 – Encontrando a curva do sinal de entrada A. Caso a curva do sinal não for linear, deve-se encontrar uma forma de linearizar a curva; Exemplo: amplificador logarítmico Utilizar um método de interpolação e encontrar a melhor reta que se adeque ao conjunto de dados da curva do sinal de entrada; Encontrar a equação de reta dos sinais de entrada, dado por: y(x) = a.x + b 4 Condicionamento de sinais Etapa 2 – Encontrando a equação do sinal de saída a. Na maioria dos casos o sinal de saída é linear, encontrar a equação de reta do sinal de saída, dado por: Y(x) = A.x + B b. Os sinais para transmissores com aplicação industrial, possuem sinais que podem ser: Em tensão (volts): 0 a 10V, 1 a 5V. Em corrente (ampéres): 0 a 20mA, 4 a 20mA 5 Condicionamento de sinais Etapa 3 – Encontrando a característica de transferência do condicionador de sinais a. A característica de transferência pode ser escrita de forma geral como: H(y) = C.y + D 6 sinal de Saída Y(x) sinal de entrada y(x) Bloco de condicionamento do sinal – H(.) Condicionamento de sinais Etapa 3 – Encontrando a característica de transferência do condicionador de sinais b. Da característica de transferência, observa-se a existência de dois parâmetros, C e D: H(y) = C.y + D Parâmetro C: ajuste do ganho (ajuste do coeficiente angular) Parâmetro D: ajuste do offset (ajuste do coeficiente linear) 7 Condicionamento de sinais Etapa 3 – Encontrando a característica de transferência do condicionador de sinais d. Algumas interpretações da característica de transferência H(.): A característica de transferência pode ser interpretada como uma transformação linear de y para Y; Os parâmetros C e D são implementados por circuitos de condicionamento de sinais, tais como, um multiplicador e um somador; Para a calibração do transmissor os parametros C e D, podem possibilitar o ajuste de zero e span (inclinação) 8 Resumo No condicionamento de sinal por amplificação deseja-se aumentar a amplitude do sinal de saída do sensor, sendo comumente utilizada a operação de multiplicação (ganho) através de amp-op Pode-se fazer a operação inversa, reduzindo a amplitude ou atenuando o sinal Topologias de circuitos lineares com amp-op são utilizadas, comumente, para amplificação e isolação 9 Dúvidas/perguntas10 Referências Bibliográficas Campilho, Aurélio. Instrumentação Electrônica - Métodos e Técnicas de Medição. FEUP Edições, 2000. PERTENCE JUNIOR, Antonio. Amplificadores operacionais e filtros ativos. São Paulo: MAKRON Books, 1996. 11
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