Centro Politécnico

Setor de Tecnologia

Departamento de Eletricidade
 
 

Aluno: Mauro Fernando Wadeck No. 962085-0

Disciplina: Instrumentação Eletrônica

Docente: Eduardo Parente Ribeiro
 
 

1. Introdução

Uma das classes mais importantes de sensores resistivos são os magnetoresistores. Estes sensores são componentes de circuito nos quais o valor nominal da resistência elétrica é uma função da intensidade do campo magnético no qual se encontram imersas. Os magnetoresistores baseiam o seu princípio de funcionamento na interação existente entre o campo magnético e o fluxo de corrente elétrica, que se manifesta através da designada força de Lorentz. Os magnetoresistores são utilizados na construção de cabeças de leitura de fitas e discos magnéticos, designadamente em aplicações áudio, vídeo, memorização de informação em sistemas de computadores, identificação de padrões em cartões magnéticos, instrumentação e equipamento de controle, etc.
 
 

1. O sensor FP 202 D 250-22

O sensor diferencial magnetoresistivo FP 202 D 250-22, produzido pela Siemens, consiste em um par de resistores tipo D, InSb/NiSb, em série e um imã permanente que fornece um campo magnético polarizado. O valor das resistências dos magnetoresistores podem ser magneticamente controladas. A resistência total no estado despolarizado (sem o imã) é de 2x250W .

O sensor possui encapsulamento plástico, com três contatos alinhados saindo de sua base.
 
 
 

Características

Opera a altas temperaturas

Alta tensão de saída

Amplitude do sinal independe da velocidade

Imã polarizado imbutido

Facilmente conectável

Detetores de velocidade

Detetores de posição

Detetores de sentido de rotação

Codificador angular

2. Especificação
 
 

Valores máximos
 

Parâmetro	Símbolo	Valor	Unidade
Temperatura de operação	TA	- 40 / + 140	° C
Temperatura de estocagem	Tstg	- 40 / + 150	° C
Dissipação de potência	P	400	mW
Tensão de entrada	Vin	7.5	V
Tensão de isolamento entre terminais	VI	> 100	V
Condutividade térmica	G	>= 5	mW/K

 

Características ( T_A =25° C )
 

Parâmetro	Símbolo	Valor	Unidade
Tensão nominal	Vinn	5	V
Resistência total	R1-3	1000 a 1600	W
Simetria de centro ( d = ¥ )	M	< 10	%
Tensão de offset ( para Vinn e d = ¥ )	Vo	< 130	mV
Tensão de saída de circuito aberto ( para Vinn e d = ¥ )	Voopen	> 1100	mV
Freqüência de corte	fo	> 20	kHz

 
 
 
 
 

Máxima tensão de entrada Máxima dissipação de potência

pela temperatura pela temperatura

Vin = f(T_A), d = ¥ P = f(T_A), d = ¥

 

3. Aplicações
 
 

Aproximando uma leve peça de ferro para perto do sensor uma mudança em sua resistência é obtida. O divisor de tensão do magnetoresistor causa uma redução da temperatura na região da tensão de saída V_OUT.

Para um contador digital de rotações, o sensor deve atuar com uma engrenagem magnética dentada. O espaço interdentário deve ser aproximadamente o dobro do espaço central do magnetoresistor. Veja figura abaixo.

Os dois resistores do sensor são complementados por dois resistores adicionais de maneira a ser obter uma tensão de ponte Vout. Essa tensão de saída Vout sem excitação é nulo quando a tensão de offset é compensada. Esse princípio de operação pode ser utilizado em projetos de decodificadores angulares, fazendo a relação entre o número de dentes contados e o número total de dentes.
 
 
 
 

Tensão de saída pela temperatura Tensão de saída pela distância

Vout = f( Ta ), d = 0.2 mm da peça metálica

Vout = f ( d ), T_A = 25 ° C
 
 
 
 
 

Sinais proporcionais para distâncias maiores que 1.5 mm podem ser obtidos dessa maneira. O sinal de saída senoidal fornece uma tensão proporcional a distância no zero da região de crossover.
 
 

Esse princípio pode ser usado na construção de detetores de posição e de velocidade.
 
 
 
 

4. Outros magnetoresistores Siemens
 
 
 
 
 

Tipo	Invólucro	Ímã imbutido	Temperatura de operação ° C
FP 210 D / L *	Plástico	Sim	- 140 / + 140
FP 212 D / L *	Plástico	Sim	- 140 / + 140
FP 410 L4x80FM	TAB	Não	- 140 / + 175
FP 412 D / L *	TAB	Não	- 140 / + 175
FP 420 L90B	TAB	Não	- 140 / + 175
FP 425 L90	TAB	Não	- 140 / + 175

* D- e L- materiais possíveis: Diferentes dopagens do semicondutor.
 
 

5. Conclusão
 
 

O sensor magnetoresistivo FP 202 D 250-22 é um dos magnetoresistores mais simples produzidos pela Siemens, porém, apesar de sua simplicidade, possui uma larga faixa de operação e diversas aplicações. É também um componente ideal para visualização prática do efeito da força de Lorentz, princípio básico dos magnetoresistores.
 
 
 
 
 
 

6. Referências
 
 

www.siemens.com – Site oficial da Siemens.

www.arquimedes.net – Site didático que contém informações de diversos transdutores.

Datasheet (PDF)

magnetic.pdf