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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CYLF3| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Medição de impedância utilizando sistemas digitais |
| Authors: | Karla da Costa Ribeiro |
| First Advisor: | Jose Osvaldo Saldanha Paulino |
| First Co-advisor: | Wallace do Couto Boaventura |
| First Referee: | Porfirio Cabaleiro Cortizo |
| Second Referee: | Marisa Lages Murta |
| Abstract: | Medições de qualquer natureza são, na maioria das aplicações práticas, essenciais para a investigação de eventos científicos. Estas são tão importantes, que é permitido dizer que todas as sub-áreas do conhecimento da engenharia são dependentes de alguma grandeza aser medida. Neste contexto, a medição de impedância se insere como um assunto de grande interesse, e cada aplicação requer diferentes características em termos de exatidão, faixa de medição, número de medições por segundo, entre outras. Com o objetivo de satisfazer essasnecessidades, muitos instrumentos de medição de impedância têm sido desenvolvidos nos últimos anos, os quais são baseados em diferentes técnicas. Este trabalho apresenta um sistema de medição de impedância o qual possui capacidade de operação em tempo realsendo o mesmo capaz de medir/monitorar a freqüência fundamental do sistema elétrico como também o módulo e a fase de uma impedância que está conectada neste sistema sem a necessidade de desligamento do circuito. Essa medição pode ser feita ao longo do tempo, desde que a corrente e a queda de tensão na impedância desconhecida sejamdisponibilizadas para processamento o qual é baseado em ferramentas de processamento de sinais como filtros digitais, downsampling e a Transformada Discreta de Hilbert. O algoritmo de medição desenvolvido foi denominado Complex Impedance Measurement Algorithm CIMA e sua robustez foi testada e validada computacionalmente através daaplicação de ruídos elétricos aleatórios nos sinais de corrente e de tensão. Testes experimentais foram conduzidos e os resultados são avaliados por meio da comparação dos mesmos com os valores fornecidos por instrumentos comerciais de boa exatidão (ponteRLC de 0,2% de exatidão e um multímetro digital de 6,5 dígitos). Os desvios percentuais obtidos em cada experimento são usados como parâmetro de qualificação dos resultados onde 8 impedâncias são medidas: 3 resistores, 3 capacitores e 2 associações RC. Em umaetapa complementar de testes, a capacidade de detecção de variação da impedância por parte do sistema de medição é avaliada através do uso de três capacitores associados em paralelo os quais foram inicialmente medidos e dois destes foram retirados do circuito pormeio de chaveamento manual durante o experimento. O tempo de acomodação da medição (settling time) também é avaliado. |
| Abstract: | Conducting measurements is, in the most part of practical situations, essential for scientific research. It is so important, that it can be said, that all areas in engineering are dependent of it. As well known, impedance measurement is a subject of great interest in many application fields, each of which has different demands in terms of accuracy, range,measurement rate and so on. In order to satisfy these needs and using different techniques, several circuits and instruments have been developed during the last years. This work presents an impedance meter which is capable of operating in real time and monitoring the system fundamental frequency and the unknown impedance without disconnecting the impedance from the circuit. These measurements can be done by acquiring the voltage and current signal of the unknown impedance followed by proper processing which is based onapplying discrete time domain techniques like digital filtering, downsampling and the discrete time Hilbert Transform. The developed measurement algorithm was called Complex Impedance Measurement Algorithm CIMA and its robustness was tested and validated computationally through the addition of electrical noise in the voltage and current signals. Experimental tests were performed and the results were compared with the values provided by commercial instruments (a RLC bridge of 0,2% accuracy and a 6,5 digits multimeter). Percent deviations are used to qualify the results and 8 impedances were measured: 3 resistors, 3 capacitors and 2 RC associations. In a complementary test, 3capacitors were initially measured and 2 of them were retired from the circuit using manual switching during the experiment. This was done in order to evaluate the measurement system capacity in detecting impedance variation and also to evaluate its settling time. |
| Subject: | Engenharia elétrica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CYLF3 |
| Issue Date: | 12-Jun-2007 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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