Contribuição para uma metodologia de desenvolvimento de referências de tensão contínuas programáveis
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Porfirio Cabaleiro Cortizo
Flavio Henrique Vasconcelos
Lenin Martins Ferreira Morais
Flavio Henrique Vasconcelos
Lenin Martins Ferreira Morais
Resumo
Inicialmente as referências de tensão utilizadas como padrão de calibração de equipamentos eram constituídas por padrões laboratoriais de alto custo que incluíam células Weston, células Clark e alguns tipos de baterias que possuíam condições de operação restritivas tais como a temperatura controlada. Como alternativa técnica, referências de tensão baseadas em semicondutores apresentam características de estabilidade comparáveis aos padrões anteriores edependem das características dos dispositivos semicondutores para operarem de forma estável. O objetivo deste estudo é avaliar as técnicas de implementação de referências de tensão em ambientes laboratoriais típicos de desenvolvimento e pesquisa de aplicações de eletrônica. Esta avaliação inclui o desenvolvimento de uma metodologia para especificação, simulação e construção de padrões de referência de tensão contínua gerados a partir de dispositivos do estado sólido de baixo custo e fácil operação. Estes padrões deverão ser utilizados para calibração e verificação de equipamentos de medição. Duas técnicas distintas para a síntese de tensões contínuas são avaliadas neste estudo: a conversão digital para analógica utilizando um conversor digital para analógico (D/A) com uma resolução efetiva de 20 bits e a conversão por modulação de largura de pulsos (PWM) com uma resolução efetiva também de 20 bits. Ambos os sistemas funcionam em malha fechada e as estratégias de controle têm como objetivo a minimização dos erros inerentes aos componentes utilizados no sistema.
Abstract
Devices for voltage references initially used as standards for laboratory equipment calibration consisted of high-cost units which included Clark cells, Weston cells and some types of batteries with restrictive requirements on operation conditions such as temperature controlled.Alternative to the above devices of voltage references areemiconductor-based devices. They present voltage characteristics of stability comparable to standard laboratory calibration equipment.These alternative devices depend on the characteristics of semiconductor elements to operate with such stability. The goal of this study is to evaluate the technical implementation of voltage reference devices in the environment of a typical research and development laboratory of electronic applications. This assessment includes the development of a methodology for specification, simulation and construction of benchmarks of reference voltage generated from solid-state devices at low cost and easy operation. These standards should be used for calibration and measurement equipment check-up. Two distinct techniques for the synthesis of continuous voltage are evaluated in this study: digital to analog conversion using a digital to analog converter (D/A) with an effective resolution of 20-bit and conversion for pulse width modulation (PWM conversion) withan effective resolution of 20 bits. Both systems work as closed loop circuit. The system control strategies are intended to minimize the errors inherent to the components used in the system.
Assunto
Engenharia elétrica
Palavras-chave
Engenharia Elétrica