transdução de grandezas biomédicas - sinal digital · 2010-10-23 · descrição significativa...
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Docente:> Marcelino M. de Andrade
Transdução de Grandezas Biomédicas
Mestrado em Eng. Biomédica
Aula 04
A Aula!
Classificação de TransdutoresCritério de Desempenho
Estática: critérios de desempenho que dão uma descrição significativa da qualidade de medição, sem ficar preocupado com as descrições dinâmicas envolvendo equações diferenciais.
Dinâmicas: descrever a qualidade da medição, quando as quantidades medidas variam rapidamente com o tempo, sendo geralmente adotado o uso de equações diferenciais.
Características Estática, Lembrando!1. Sensibilidade Estática
2. Linearidade
3. Repetibilidade / Exatidão
4. Resolução
5. Histerese
6. Faixas de Operação e Dinâmica
7. Impedância de entrada e efeito de carga
8. Saturação, rompimento e zona morta
Características DinâmicasAs características dinâmicas de um transdutor refere-se ao desempenho do transdutor quando é submetido entrada variante no tempo.
Dinamicamente, transdutores podem ser classificados em:
1. Transdutores de Ordem Zero;2. Transdutores de Primeira Ordem;3. Transdutores de Segunda Ordem;4. Transdutores de Ordem Superior.
Testes DinâmicosOs transdutores são normalmente submetidos a entradas de natureza aleatória. As entradas de teste a abaixo são aplicadas ao transdutor para determinar seu comportamento dinâmico.
1. Entrada de pulso
2. Entrada em degrau
3. Entrada da rampa
4. Entrada parabólica
5. Entrada senoidal
Modelo DinâmicoExemplo I: considere um transdutor capacitivo conectado a uma fonte de sinal. Modelo com equações diferencias esse sistema:
Ordem de uma TransduçãoA ordem de um transdutor é a maior derivada da Equação diferencial que descreve o comportamento dinâmico de um transdutor para uma determinada entrada:
Qual é a ordem?
Solução de Equações DiferenciaisA Transformada de Laplace:
Solução de Equações DiferenciaisA Transformada de Laplace:
Solução de Equações DiferenciaisA Transformada de Laplace:
Solução de Equações DiferenciaisA Transformada de Laplace:
Testes Dinâmicos
Transdutor de Ordem ZeroA relação entre a entrada e saída de um transdutor de ordem zero é dada por:
Potenciômetro utilizada para a medição de deslocamento é um exemplo para de ordem zero do transdutor.
Transdutor de Primeira OrdemA relação entre a entrada e saída de um transdutor de primeira ordem é dada por:
O termopar para medir a temperatura é um exemplo de transdutor de primeira ordem:
Q - coeficiente global de transferência de calor;A - área de transferência de calor;T1 - temperatura indicada pelo termopar;T2 - Temperatura do fluido; M - Massa da parte sensível do termopar.S - Calor específico da esfera.
Transdutor de Primeira OrdemA relação entre a entrada e saída de um transdutor de primeira ordem é dada por:
Considerando uma entrada degrau unitário:
Transdutor de Primeira OrdemA relação entre a entrada e saída de um transdutor de primeira ordem é dada por:
Considerando uma entrada rampa:
Transdutor de Primeira OrdemA relação entre a entrada e saída de um transdutor de primeira ordem é dada por:
Considerando uma entrada Impulso:
Resposta em Frequência - RFA resposta de um sistema às frequências de um sinal de entrada é chamada de RF de um sistema. A largura de banda é o termo usado para quantificar a região plana útil da parcela da amplitude da RF, sendo definida como a faixa de frequência em que a relação de amplitude é superior a 0,707 da faixa plana
Resposta em Frequência - 1a Ordem
Resposta em Frequência - 1a Ordem
Resposta em Frequência - 2a Ordem
Resposta ao Degrau Unitário - 2a Ordem
Resposta ao Degrau Unitário - 2a Ordem
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