[pt] SISTEMA DE CARACTERIZAÇÃO DE SENSORES MAGNÉTICOS EM ALTAS FREQUÊNCIAS

[en] SYSTEM FOR THE CHARACTERIZATION OF MAGNETIC SENSORS AT HIGH FREQUENCIES

[pt] FLAVIO DE ASSIS

[pt] BRUNO RODRIGUES MOREIRA

[pt] SENSORES MAGNETICOS

[pt] COMPENSACAO DE REATANCIAS

[pt] ALTAS CORRENTES

[pt] SISTEMA DE CARACTERIZACAO AUTOMATICA

[pt] BOBINA DE HELMHOLTZ

[pt] ALTAS FREQUENCIAS

[en] MAGNETIC SENSORS

[en] HIGH FREQUENCY

[pt] No presente trabalho objetiva-se projetar um sistema de caracterização de sensores magnéticos em altas frequências – da ordem de 10 kHz a 100 kHz. O problema da geração de campos magnéticos nesta faixa frequências está vinculado a elevada impedância das Bobinas, cuja componente reativa é majoritariamente indutiva e, consequentemente, aumenta com a frequência de excitação. Dessa forma, são necessárias altas tensões de alimentação para se conseguir obter os valores de corrente elétrica adequados à intensidade do campo que se deseja gerar. Muitas vezes, estes altos níveis de tensão tornam-se impeditivos para a implementação do sistema. Visando superar tais dificuldades, propõe-se aqui uma estratégia de compensação da reatância da Bobina de excitação, a fim de se manter o valor da impedância total o mais baixo possível. Desse modo, reduz-se a diferença de potencial entre os terminais da estrutura utilizada para geração do campo de excitação, propiciando que correntes consideravelmente altas possam fluir pela estrutura mesmo com tensões de alimentação relativamente baixas. O arranjo proposto demanda ajustes específicos em função da frequência, objetivando garantir o casamento de impedâncias. O ponto ótimo de operação é previsto por uma análise teórica do sistema e, na sequência, uma técnica de ajuste fino é empregada a fim de otimizar o ponto de operação (na vizinhança do ponto teórico) em função de aspectos não-ideais do sistema experimental, não modelados na análise teórica. O trabalho apresenta e discute os resultados obtidos e conclui sobre as vantagens e limitações desta técnica.

[en] The present work aims at design a system for the characterization of magnetic sensors at high frequencies, from 10 kHz to 100 kHz. The generation of magnetic fields at this frequency range is tricky, because the coil impedance is considerably high, due to its reactive component, which is mainly inductive and, consequently, increases with the excitation frequency. In this sense, the coils must be powered by high voltage levels to reach the current levels required for the generation of the desired magnetic fields. In many cases, these voltage levels prevent a successful system implementation. Intending to overcome those difficulties, it s proposed a compensation strategy for the excitation coil s reactance, pursuing to keep the total impedance value as low as possible. In this way, the voltage drop over the structure s terminals, used to generate the excitation field, decreases, providing high levels of current even with low voltage levels in the power supply. The proposed compensation strategy demands specific adjustments for each frequency, aiming at ensuring a proper impedance matching. The ideal optimum operating point is predicted by a theoretical analyses of the system and, afterwards, a fine adjustment technique is applied for the optimization of the operating point (in the neighborhood of theoretical point), in terms of the non-ideal aspects of the experimental system, not incorporated in the theoretical model. This work presents and discusses the obtained results and concludes about advantages and limitations of this technique.

EDUARDO COSTA DA SILVA

2017-04-04

[pt] TEXTO

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