MPX10DP
UFPR
Departamento de Engenharia Elétrica
Disciplina de Instrumentação Eletrônica - TE149
Prof. Eduardo Parente Ribeiro
Trabalho sobre o sensor de pressão MPX10DP
Aluno: Thiago Francelino Machado das Neves
Introdução
O transdutor pesquisado é de pressão diferencial. Ele compara dois níveis de pressão na entrada e envia um sinal de tensão linear e proporcional para a saída. Seu princípio de funcionamento é piezoresistivo de silício:
O elemento resistivo é implantado em uma fina membrana de silício. Aplicando pressão no diafragma ocorre uma variação de resistência, que por sua vez provoca uma mudança na tensão de saída em proporção direta à tensão aplicada.
Especificações:
O MPX10DP é um transdutor cuja faixa de entrada varia de 0 a 10 kPa, e sua saída de tensão é de 0 a 35 mV DC, com erro de linearidade de -1 a +1%. Outras características importantes são baixa tensão de alimentação (3V), com baixa corrente (6mA). Baixo tempo de resposta: vai de 10% a 90% da saída
em 1ms, e pode ser utilisado 20ms após ser ligado (baixo warm-up time)
É facilmente encontrado em sites de fabricantes e de vendedores em São Paulo. Custa cerca de R$7,50 para lotes de menos de 30 unidades e R$3,90 para lotes maiores.
Aplicações
Segundo o fabricante, pode ser usado em: Controle de fluxo de ar; Sistemas de controles ambientais; Indicadores de nível; Detector de vazamento; Instrumentação médica; Controles industriais, Sistemas pneumáticos; Robótica.
De acordo com o aluno de mestrado em Biomedicina Eletrônica da UTFPR Juliano Toporowski Mayor, esse sensor está sendo utilizado em suas pesquisas de um respirador eletrônico.
O grande problema dos respiradores atuais é que são programados de
forma única, mas todas as pessoas têm pulmões de tamanhos diferentes e respiram de forma diferente. A solução para isso é gravar em um microcontrolador os padrões de respiração individual de cada paciente e dar uma solução mais perfeita para aqueles que têm dificuldades respiratorias, ou precisam respirar por aparelhos durante uma cirurgia.
O sensor MPX10DP é ligado ao microcontrolador e registra o padrão respiratório do paciente. Depois de registrado, o sensor controla o processo respiratório enviando continuamente informações ao microcontrolador.
Conclusão
O transdutor é bastante robusto, linear e sensível, que são características desejáveis. Além disso, possui entrada diferencial que elimina ruídos, e funciona por princípios piezoresistivos, o que dá bastante "acurácia" à medição. Mais uma vantagem é seu preço relativamente baixo em relação a outros no mercado.
Suas características que deixam a desejar são duas: alta impedância de saída (mais de 2kohm), que leva o projetista a ter de se preocupar com acoplamento de saída, e a outra é a falta de compensação de temperatura. Caso ele venha a trabalhar em ambientes fora da faixa de 15 - 35 graus celsius, o sensor inclina sua reta pressão x Vout, o que limita bastante seu uso, e leva o projetista a pensar em sistemas de isolamento térmico, ou a trabalhar apenas em determinados locais.
Referências:
1. Mayor, Juliano T., Avaliação de sensores de pressão para uso em equipamentos médicos, Publicação científica, 2009
2. Site Freescale - Datasheet do sensor MPX10DP - http://www.freescale.com/files/sensors/doc/data_sheet/MPX10.pdf - acesso em 12/10/2009