Desenvolvimento de Instrumentos Virtuais – Vídeo

Desenvolvimento de Instrumentos Virtuais – Vídeo

O instrumento virtual desenvolvido neste trabalho consiste de uma plataforma de aquisição de dados compacta e autoexecutável. A plataforma escolhida foi a NI myDAQ, da National Instruments que foi conectada a uma unidade de teste (UT), como explicado mais adiante.

O NI myDAQ é um dispositivo de aquisição de dados (DAQ), portátil e compacto de baixo custo alimentado por USB. Ele permite a análise, processamento e controle de sinais em tempo real ou em simulação e inclui dois canais diferenciais de entradas analógicas, com taxa de amostragem de 200 kS/s, resolução de 16 bits e amplitude de entrada variável de até ±10 V, e provê oito linhas de entrada/saída digital, fornecendo alimentação para circuitos simples com fontes de +5, +15 e -15 V. Para as aplicações de controle, o NI myDAQ possui 8 instrumentos plug-and-play, baseados em LabVIEW, incluindo um multímetro digital (DMM), osciloscópio e gerador de funções. É muito útil e ilustrativo para estudantes, já que estes podem acessar todos os instrumentos de software (virtuais) para executarem projetos e experimentos com várias ferramentas de análise e geração de sinais.

Um amplificador de áudio foi usado entre as duas visando o casamento de impedância do circuito, além da amplificação do sinal de entrada/saída. O software utilizado foi o LabVIEW, versão 12.0, que é uma ferramenta de desenvolvimento relativamente simples e com considerável robustez operacional. O software utilizado permite um ambiente de fácil desenvolvimento que pode ser personalizado, de acordo com a necessidade de cada aplicação, como será ilustrado ao longo da apresentação.

Em trabalhos de desenvolvimento de sensores magnéticos de alta resolução é fundamental um levantamento magnético completo do material que será utilizado como núcleo do sensor e naturalmente das curvas de histerese associadas. Os equipamentos comerciais para este tipo de medição, principalmente operando na faixa de quilo-hertz, são de custo elevado. Uma alternativa para conseguir estes resultados, com medições de boa qualidade e custo bem menor, é apresentada neste trabalho, que consiste no desenvolvimento de um histeresímetro virtual usando o software LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) e uma plataforma de aquisição de dados integrada ao mesmo. O sistema permite obter as curvas de histerese na preparação de fitas magnéticas macias: amorfas e nanocristalinas, que serão utilizadas como núcleos de futuros sensores magnéticos (chamados, nesta aplicação, fluxgates).

O magnetometro fluxgate é usado em medições de campos magnéticos de baixa intensidade, como o campo magnético da Terra (até a ordem de 40.000 nT). Este dispositivo permite a medição de campos geomagnéticos, ou de suas variações, com elevada precisão (ao redor de 1 nT), com pequeno consumo, baixo nível de ruído e ampla faixa dinâmica de operação. Dessa maneira o fluxgate é rotineiramente aplicado em prospecção mineral, pesquisas espaciais e no monitoramento contínuo das variações geomagnéticas através dos observatórios magnéticos.

O sistema descrito neste trabalho foi montado visando unicamente a obtenção das curvas de histerese das fitas magnéticas submetidas à excitação com corrente alternada e frequências da ordem de 15 kHz, que não é encontrada na literatura especializada.

Seguindo estas linhas, este artigo descreve a construção de um instrumento virtual usando um sistema de aquisição de dados que integra um conhecido software e um método físico particular. O dispositivo permite plotar as curvas dos dados adquiridos e fazer diferentes análises sobre os mesmos. Mesmo tendo sido desenvolvido para uma aplicação particular (obter curvas de histerese de fitas magnéticas macias), o sistema é suficientemente flexível como para ser utilizado, após pequenas mudanças, em outras aplicações magnéticas, ou após mudanças um pouco mais trabalhosas, em instrumentos para a medição de outras grandezas físicas. O artigo, por fim, dá os passos necessários para a abordagem de outros problemas que envolvam a aquisição de dados e o processamento dos mesmos.

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