AUTOMAÇÃO DA CALIBRAÇÃO DE DÉCADAS RESISTIVAS
Marcos Vinicios dos Santos Garcia
Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial - Inmetro, Rio de Janeiro, Brasil, [email protected]
Resumo: Este trabalho tem a finalidade de apresentar o
sistema desenvolvido pelo Laboratório de Resistência LARES do Inmetro, para o posicionamento automático dos
dials de uma década resistiva de altos valores, com o
mínimo de intervenção do técnico executor da calibração.
Palavras chave: resistência, automação, década resistiva.
1. INTRODUÇÃO
O Laboratório de Resistência - Lares do Inmetro realiza
calibração de décadas resistivas DC de altos valores
utilizando para tal uma ponte automática, baseada no
princípio do Divisor Binário de Voltagem.
Atualmente esse processo de calibração, embora utilize
uma ponte automática, necessita do acompanhamento
constante de um técnico, visto que sempre será necessária a
sua intervenção para girar o dial da década selecionando o
step seguinte, tornando o processo de calibração demorado e
reduzindo assim a efetividade do laboratório.
Com o intuito de otimizar o processo e permitir ao
técnico maior disponibilidade de tempo para executar outras
tarefas em paralelo, foi desenvolvido o Posicionador
Automático de Década – PAD1 que permite a calibração de
todos os valores de um dial de década sem a necessidade de
intervenção do técnico.
Quando a ponte realiza a calibração do último ponto do
dial da década, o PAD1 faz com que o motor de passo se
posicione novamente no primeiro ponto, de forma a iniciar o
segundo ciclo de medições e assim repetir o processo até
chegar ao final do terceiro ciclo, conforme definido no
software, quando então emitirá um sinal sonoro,
comunicando o término da medição. Encontra-se em fase de
desenvolvimento a inclusão de outros modelos de década, já
que devido à diversidade existente, características tais como
torque e ângulo de passo podem ser diferentes.
Figura 1 – Posicionador Automático de Década - PAD 1
Figura 2 – Diagrama Interno de Funcionamento do PAD1
2. POSICIONADOR AUTOMÁTICO DE DÉCADA –
PAD1
O PAD1, figura 1, é um equipamento que utiliza um
microcontrolador com saída serial que permite a
comunicação com um PC, possibilitando programação total
in loco. Possui internamente um contador digital que recebe
pulsos vindos de um sensor óptico acoplado ao led do painel
frontal da Ponte Automática de Resistências de Altos
Valores, que sinaliza: ao acender o início da medição e ao
apagar o fim da mesma.
Esse contador é programado para ao final de 5 pulsos,
estabelecidos previamente em função das medições
efetuadas pela ponte, acionar o módulo de potência interno
que comandará o motor de passo, conectado ao dial da
década em medição, girando-o até que este atinja o valor
imediatamente a seguir, como demonstrado na figura 2.
Módulo
da
Fonte
Módulo
de
Potência
Módulo
do
Microcontrolador
Sensor
Óptico
Motor
de
Passo
A figura 3 apresenta o diagrama em blocos da operação
do PAD1 em conjunto com a Ponte Automática para a
calibração de décadas resistiva de altos valores.
Figura 3 – Diagrama em bloco da operação do PAD1
Ponte
Automática
de Resistência
(1)
Década
Resistiva
(4)
PAD1
(3)
(2)
(3)
(4)
A tabela 1 apresenta a comparação do tempo necessário para
realizar a calibração manualmente e utilizando-se o PAD1.
Tabela 1 – Comparação entre métodos
Dial da década
(2)
(1)
4. RESULTADOS OBTIDOS
Motor
de
Passo
10 kΩ
100 kΩ
1 MΩ
Método utilizado
Manual
PAD1
2 dias
1 dia
2,5 dias
1 dia
3 dias
1 dia
Conexão do cabo de medição da ponte automática na década em
calibração
Comunicação das leituras realizadas
Comando do PAD1 para atuação do motor de passo
Motor de passo gira o dial da década para o próximo valor
seqüencial a ser calibrado
3. EXPERIMENTO
De forma a verificar o desempenho do sistema
desenvolvido, foi selecionada uma década de valor
11.111.100 ohms – fabricante ESI modelo DB62 (padrão de
trabalho do Laboratório de Resistência do Inmetro). Para a
calibração foram escolhidos todos os steps dos dials de
1MΩ, 100kΩ e 10kΩ. A metodologia aplicada na calibração
consistiu em executar três séries de 5 (cinco) medições para
cada valor ôhmico do dial selecionado.
Figura 6 – Chanfro e ajustes vertical e horizontal no motor de passo
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os resultados obtidos com a utilização do equipamento
PAD1 evidenciaram as seguintes vantagens:
Figura 4 – Detalhe do acoplamento do motor de passo à
década
- redução de até 70% no tempo da calibração;
-maior disponibilidade do técnico para executar outras
tarefas;
- ótima relação custo x benefício.
- possibilidade de uso também durante a noite.
AGRADECIMENTOS
Agradeço aos colegas que apoiaram o projeto,
principalmente à equipe da Oficina Mecânica de Precisão do
Inmetro.
REFERÊNCIAS
[1] Silva Junior, Vidal Pereira da, Aplicações Práticas do Microcontrolador
8051. 2a ed. Editora Érica, 1994.
[2] Shibata, Wilson Mitiharu, Eletrônica Digital: Teoria e Experiência,
3a ed. Editora Érica, 1991.
[3] Agnes, Derli Luís, Introdução ao Microcontrolador Basic Step 1, 2003.
[4] Syncro Eletromecânica Ltda., Motor de Passo, 2004.
Figura 5 - PAD1 acoplado à ponte automática de resistência