Kst2907 pdf

Sendo um sinal de pequena intensidade, qualquer que fosse a potencia no usada ou perdida na transmisso do sinal, esta simplesmente era dissipada no transmissor, porm com modernos circuitos integrados, mesmo essa pequena quantidade de energia pode ser aproveitada para apoiar as funes necessrias nestes sistemas, tornando o sistema 4 a 20 mA extremamente ainda vivel.

O estudo e anlise de funcionamento do sinal de corrente 4 a 20 mA de extrema importncia para os profissionais da rea de instrumentao industrial, automao, engenharia e reas afins.

No entanto, muitas instituies de ensino se deparam com ausncia de equipamentos ou dispositivos para o ensino prtico da teoria exposta em sala de aula,. Com base nesta situao de ensino-aprendizagem este trabalho prope duas opes de desenvolvimento de circuito gerador de sinal de telemetria padro para instrumentao, em que o sinal de entrada provm de uma fonte de 0 a 5V e o sistema proposto condiciona para o padro 4 a 20 mA.

Como dito o gerador de sinais comerciais muitas vezes se tornam invivel para a sua aquisio devido ao alto custo. Para a implementao do sistema de condicionamento de sinais encontram-se disponveis diversos circuitos integrados dedicados. Outras possibilidades so os circuitos integrados da srie XTR. Diante disto prope duas topologias de circuitos, ambas de baixo custo, porm sendo uma utiliza o circuito integrado dedicado da famlia XTR e outra com amplificadores operacionais, de maior viabilidade de aquisio comercial.

A embasada no circuito dedicado XTR justifica-se pelo baixo custo e dimenso extremamente pequena. Porm, devido este componente no estar diretamente acessvel em qualquer laboratrio de eletrnica das instituies de ensino, prope-se tambm o projeto do circuito de condicionamento de sinais com a utilizao de componentes eletrnicos como amplificadores operacionais, transistores, resistores, capacitores, os quais so mais acessveis, de baixo custo e viveis para a implementao do gerador de sinal de telemetria.

Dentre estas grandezas eltricas tem-se a padronizao de tais medidas, afim de obter um entendimento comum da transmisso da informao do dispositivo. Para os padres de tenso utilizados na indstria tem-se os seguintes: V, V, V, V. J os padronizados para sinal de corrente tem-se principalmente: mA, mA, mA e mA.

O padro do sinal de corrente de mA, elaborado em , busca padronizar as redes industriais. Tal padro considerado como antigo, quando comparado com outros padres, porm ainda tem muitas aplicaes que o utilizam. Sua utilizao promove uma independncia no que refere ao comprimento dos cabos e tambm oferece uma boa imunidade ao rudo eletromagntico NETO, Todavia, em plataformas da Petrobras ainda encontra-se, no projeto de instalao, redes industriais que utilizam o padro mA, isto porque este possui um alto nvel de segurana exigido nas plataformas martimas de petrleo e o alto grau de segurana.

Embora hoje exista uma tendncia de substituio pelo sistema Fieldbus, tal substituio dever ser gradual e muito cautelosa, para tanto se faz necessrio um tempo de aplicao das novas tecnologias no mercado.

Com a evoluo dos dispositivos e a insero da tecnologia digital na indstria, e consequentemente nos dispositivos industriais, foi projetado um protocolo de comunicao digital para transmisso de informaes a componentes sensores e atuadores, totalmente compatvel com o padro mA, chamado protocolo HART Highway Addressable Remote Transducer , sendo assim tal padro continua sendo bastante utilizado. Alm disso vrios tipos de sensores apresentam presena de no linearidades muito acentuadas.

Com base nestes fatores h a necessidade de compor o sinal de um sensor com outras variveis, em um sinal de sada de tenso ou corrente padronizada, como por exemplo em tenso de 0 a 5V ou em corrente de 4 a 20 mA.

Com a transmisso em corrente obtm-se diversas vantagens, dentre tais vale ressaltar: imunidade a rudo; imunidade a queda de tenso na linha; imunidade a termopares parasitas; imunidade a tenso e resistncia de contato; diferenciar sinal zero de circuito aberto.

Nos prximos itens abordar os circuitos propostos neste trabalho para converter o sinal de tenso de entrada em um sinal de corrente de sada padronizada. A razo entre o sinal de tenso de entrada e a corrente de sada configurada pelo resistor Rset. O circuito do XTR tambm pode ser modificado para uma sada em tenso, ao invs de corrente. A sada ajustvel do sub regulador de 3V a 1V fornece um tenso para circuito adicionais externos ao circuito integrado. Um circuito detector de erro ativa uma sada lgica em caso de desvio na corrente de sada.

Esta flag indica uma quebra de conexo por rompimento de cabo, alta carga no resistor acarretando um possvel curto circuito na sada. O pino OD serve para desabilitar, usado durante o estado de energizao do chip, servindo tambm para a multiplexao e outras condies onde a sada no dever apresentar corrente.

Neste h um resistor de pull up interno que faz o XTR ir para o modo desabilitado, a menos que o pino OD esteja mantido em nvel de tenso logico baixo. Ele destina-se a fornecer um sinal condicionado e excitao de sensor em sistema de sensores de 3 fios. Vale ressaltar que tenses acima de 3V pode ser configurado por um divisor resistivo apropriado.

A figura 1 mostra as conexes bsicas para o XTR O espelho de corrente tem um ganho preciso de corrente de valor dez. Esta configurao leva a seguinte equao:. Figura 1 Circuito com chip dedicado XTR Condicionamento de sinais com amplificador operacional Seguidor de tenso unitrio ou buffer O seguidor de tenso unitrio, mostrado abaixo, fornece um ganho unitrio, sem inverso de fase do sinal de sada em relao ao sinal de entrada. O circuito atua como buffer de estgios, fazendo o acoplamento de impedncias entre os estgios de circuitos eletrnicos, reforando a corrente do sistema.

Figura 2 Seguidor de tenso unitrio. Amplificador diferencial ou subtrator Com este circuito obtm-se na tenso de sada um valor igual diferena entre os sinais de entrada, multiplicadas por um ganho. Figura 3- Amplificador diferencial. Fonte de corrente Como dito em instrumentao industrial depara-se frequentemente com a exigncia de uma fonte de corrente, por exemplo, no caso de controlar atuadores como vlvulas que operam no padro de 4 a 20 mA.

O circuito fonte de corrente a seguir, de fcil implementao, utiliza componentes simples como transistor bipolar e amplificador operacional comum. Figura 4 Fonte de corrente. Com os resistores R1 e R3 tem-se um divisor de tenso, o que gera uma tenso de referncia Vref. Sendo assim, tem-se que a corrente na carga Io, que a corrente de coletor do transistor PNP, igual a corrente no resistor R2, desconsiderando a corrente de base Ib.

Como em geral, na maioria dos transistores de uso geral e baixa potncia devido a um alto hfe, podese aproximar efetuar a aproximao corrente de emissor Ie igual a corrente de coletor Ic. Para a segunda opo de circuito de condicionamento de sinais proposto efetua-se a implementao e avaliao de seu funcionamento variando o sinal de entrada de 0 a 5V por meio de simulao eletrnica. Os sistemas propostos so validados por meio de teste em bancada para o circuito XTR e com simulao completa do sistema de condicionamento de sinais com amplificadores operacionais.

A partir disto, com os resultados obtidos obtm uma comparao entre os sistemas propostos. Implementao do circuito com amplificador operacional Nesta opo de circuito a implementao est embasada em amplificadores operacionais, os quais efetuam o condicionamento do sinal de entrada. Na figura 5 denota-se o circuito proposto, nota-se a utilizao das topologias de circuito seguidor de tenso, subtrador, e fonte de corrente.

O estgio do sinal de entrada precedido por um seguidor de tenso ou buffer a fim de efetuar um acoplamento, ou casamento de impedncia do sinal para etapa de subtrao. No estgio de subtrao observa-se a necessidade de um sinal de referncia negativo em torno de Judul Asli: SMD-markcodes.

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