Desenvolvimento de um sensor capacitivo para o monitoramento de umidade do solo / Development of a capacitive sensor for the monitoring of humidity of the soil

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

O objetivo do trabalho foi o desenvolvimento de um sensor capacitivo de umidade e a calibraÃÃo do mesmo utilizando o mÃtodo gravimÃtrico e a cÃlula de carga. Para simular um capacitor com caracterÃsticas prÃximas Ãs dos comercialmente vendidos, isolaram-se as placas com verniz bi-componente, do tipo utilizado para isolamento de motores de carro. A isolaÃÃo alcanÃada, medida pelo multÃmetro, foi da ordem de 106 W. O sensor fez parte de um oscilador RC implementado utilizando-se o circuito integrado (CI) 74LS122 como âmultivibradorâ. A saÃda do circuito RC foi inserida em um divisor de freqÃÃncia. Foi feito uso do contador de pulsos TC4040 e de um similar HEF4040, a fim de verificar as respectivas formas de onda de saÃda. O segundo apresentou uma resposta mais uniforme e a forma de onda quadrada, jà o primeiro apresentou uma forma de onda de saÃda um pouco discrepante, tendendo para uma onda triangular, mas nÃo uniformemente. O circuito foi instalado na placa do sensor com o intuito de minimizar a influÃncia da capacitÃncia inerente aos cabos. O monitoramento dos dados e a calibraÃÃo do sensor foram efetuados durante sessenta e trÃs dias, sendo verificados quatro vezes ao dia e com trÃs leituras. A temperatura foi tambÃm monitorada dessa forma. Para tal, foram empregados dois sistemas. O primeiro foi instalado em um tubo de PVC de 2", contendo solo seco ao ar posteriormente saturado, e monitorou-se a drenagem de Ãgua por meio da pesagem em uma balanÃa de precisÃo. No segundo sistema, foram instalados trÃs sensores em uma caixa contendo solo Ãmido e a calibraÃÃo do sensor foi obtida por intermÃdio da cÃlula de carga. O tempo de resposta foi conseguido usando o sistema de PVC, cuja Ãgua foi drenada; efetuou-se novamente a saturaÃÃo do sistema com Ãgua, e verificou-se com um sistema de aquisiÃÃo de dados a resposta do sensor, que foi da ordem de segundos. Os fatores que influenciaram a resposta do sensor foram avaliados, concluindo-se que a temperatura influencia, porÃm nÃo de maneira tÃo significativa quanto a umidade do solo. Os nÃveis de significÃncia para a umidade foram de atà 0,01 % contrastando com os da temperatura de somente 7 %. VÃlido para todos os sensores, inclusive a cÃlula de carga. O modelo estatÃstico que mais se adequou à resposta dos sensores foi a regressÃo mÃltipla polinomial.

ASSUNTO(S)

strain gage capacitor calibraÃÃo cÃlula de carga capacitor mÃtodo gravimÃtrico water gravimetric method Ãgua irrigacao e drenagem calibration

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