Prova de Recuperação: Instrumentação e Transdutores

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA POLITÉCNICA CÂMPUS CURITIBA Disciplina de Instrumentação Transdutores e Medição Período 4º Ano 2022 Profº Emesrson Donaisky RECUPERAÇÃO Teórica 1 Alunoa Curitiba Considerações A prova deve ser realizada de forma individual Sempre que possível utilize a notação de engenharia de forma adequada Se necessário utilize a regra de arredondamento de forma adequada Se necessário demonstre os cálculos sempre utilizando duas casas decimais para resolução dos exercícios e apresentação dos resultados Interpretação faz parte da prova Critério de Correção Desconto de 05 pontos por erro simples e de 10 pontos por erros maiores A nota máxima da recuperação está saturada em 70 Pretendese utilizar um sensor para monitorar a temperatura de um ambiente controlado Portanto fezse a seleção de um sensor com as seguintes especificações segundo o fabricante Faixa de medição de temperatura 0 a 200 C Faixa de saída do transdutor 01 a 05 mV Desta forma elabore um fluxo em NodeRED para simular um sistema de instrumentação composto por este sensor sua transdução para tensão o condicionamento do sinal através de uma amplificação e a conversão AD para representação da saída através da base binária Na figura seguinte temos uma exemplificação do sistema de instrumentação simulado Para tanto é necessário o calculo de alguns componentes como a equação do modelo linear deste sensor 1 Pedese neste caso qual a equação do modelo linear deste sensor 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝐾 𝑎 Apresente o Modelo Linear Também é necessário o cálculo do condicionamento do sinal que é dado pelo uso de um amplificador operacional como apresentado a seguir 2 O sensor de temperatura apresentado anteriormente foi conectado ao circuito abaixo antes de chegar a um conversor AD resolução de 8 bits com tensão de entrada de até 5V Sendo 𝑅𝑓 𝐴𝑖𝑛𝑑𝑎 𝑛ã𝑜 𝑑𝑒𝑓𝑖𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑅𝐼𝑁 1𝑘Ω Portanto qual deve ser o Ganho e consequentemente o valor de Rf para que o circuito de condicionamento acima forneça a melhor faixa de entrada para o bloco do conversor AD Lembrese de que a função do circuito de condicionamento é melhorar a resolução de leitura do sistema portanto este dimensionamento deve permitir o melhor aproveitamento das características de leitura fornecidas pelo conversor AD 𝑉𝐼𝑁 𝐶𝑖𝑟𝑐𝑢𝑖𝑡𝑜 𝑉𝑂𝑈𝑇 𝐶𝑖𝑟𝑐𝑢𝑖𝑡𝑜 𝐺𝑎𝑛ℎ𝑜 𝑅𝑓 Para que a informação seja enviada para o driver de comunicação com um sistema de instrumentação virtual fez se o uso de um conversor AD 3 Pedese neste caso qual a equação do modelo linear deste conversor AD 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 𝐼𝑛𝑝𝑢𝑡𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡𝑚í𝑛𝑖𝑚𝑜 𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 𝐾 𝑎 Apresente o Modelo Linear 4 Se o conversor da questão anterior indicar na sua saída o valor 0011 00112 responda a Qual o valor da tensão de saída do circuito condicionador de sinal que está chegando no conversor AD b Qual o valor de tensão de saída do transdutor que está chegando no circuito de condicionamento c Qual o valor de temperatura que está sendo medido pelo sensor neste momento Atividade a ser realizada Realizar todos os cálculos necessários para implementação gerando um relatório final com estes cálculos e implementar um fluxo em NodeRED que realize a simulação deste sistema de instrumentação previamente descrito Entregar o memorial de cálculos no relatório e o arquivo json exportado do NodeRED Dicas no NodeRED para a resolução desta atividade Para o Sensor utilize o slider do dashboard Para apresentar o valor das saídas dos componentes no dashboard utilize o numeric O Transdutor o condicionador e o conversor podem ser representados através da função change com a regra de alterar o msgpayload através de uma expression A conversão de um número decimal para binário pode ser realizada pela função formatBasenumber radix