Thesis. 1975. M.S.--Massachusetts Institute of Technology. Dept. of Materials Science and Engineering. / Includes bibliographical references. / M.S.

Thesis (Sc.D.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 1979. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING. / Bibliography: leaves 99-108. / by Marvin Stuart Keshner. / Sc.D.

CAPES / A tomografia por resistência elétrica (ERT) é uma técnica destinada a estimar a distribuição interna de condutividade de um corpo através de medições na periferia. Em aplicações médicas, o objetivo é detectar algum distúrbio de saúde em diferentes diagnósticos comumente utilizados para exames médicos. Em aplicações industriais, a ERT se destina a levantar características internas do objeto para detectar alguma anomalia em variação de alguma grandeza. Uma aplicação industrial notável é a medição de temperatura de gases, porque consegue pode monitorar processos industriais. Neste trabalho, foi proposta uma abordagem alternativa para estimar condutâncias numa rede ou grade de resistências, na qual apenas os elementos periféricos são acessíveis para medições. Diferente das abordagens existentes, onde o meio é considerado contínuo, propõe-se discretizar o meio em elementos de resistência. O princípio de medição baseia-se na injeção de corrente elétrica conhecida em determinados pontos e posterior estimava de todas as condutâncias da rede apenas através medições de tensões periféricas. O sensor para prova de conceito é composto por resistências soldadas entre si. Com o intuito de modelar o comportamento do sensor, foram feitas simulações elétricas. Para validar o desenvolvimento, foi construída uma fonte de corrente e um software onde é possível salvar os dados adquiridos. A montagem completa também inclui uma placa de aquisição de sinais e um algoritmo de reconstrução. Uma vez que a relação entre os valores de condutância e de medição de tensão é não linear, a solução para o problema inverso inclui linearização iterativa, sendo necessário à atualização da matriz de sensibilidade a cada iteração. Possíveis aplicações da técnica desenvolvida incluem qualquer sensoriamento distribuído composto por transdutores que tenha a sua resistência elétrica variada em função de outra grandeza (temperatura, pressão, etc.). As principais vantagens em relação a sensores de temperatura é a capacidade de se desenvolver sensores robustos e a simplicidade de medição. / Electrical Resistance Tomography is a technique aimed at estimating the inner conductivity distribution of a phantom from boundary measurements. In medical applications, the goal is to detect any medical condition. In industrial applications, the objective is to detect any anomalous condition. A notable application is the determination of gas temperature distribution. This work proposes an alternative approach to determine all conductances in a resistor network or grid where only boundary elements are accessible for measurements. Differently from most existing approaches, where the medium is considered continuum, this work proposes to discretize the medium in resistive elements. The basic principle is to inject a known electrical current in certain points and estimate all conductances in the network from only boundary voltage measurements. The proof-of-concept sensor is composed by inter-welded resistors. For modeling purposes, simulations were performed in Proteus. To validate the development, a current source and a LabView software were developed. The complete setup includes a reconstruction algorithm developed in Matlab. Since the relationship between conductance values and voltage measurements is nonlinear, the inverse problem requires an iterative linearization step, where a sensitivity matrix is calculated at each iteration. The main applications of the developed technique include any distributed sensor based on resistive transducers such as temperature, pressure, etc. The advantages of the proposed technique are the ability of design robust sensors as well as the simplicity of measurements.

Since the development of thick film hybrid microelectronic processing, there has been a need for methods to adjust for tighter tolerances for electrical components through a trimming process. Components/elements, as produced, show a tolerance of the order of ±10% due to the variability of the screen printing process associated with film curing conditions. The methods that have arisen from this need encompass a variety of technologies and techniques. The usefulness of each method is based on its operation, flexibility, repeatability, and post-trim effects on the resistor's reliability. The work in this thesis concerns the laser trimming of resistor components to a tight tolerance. It is the objective of this thesis to address the performance of an Nd:YAG laser operation and interface with a computer. The first task involves a computer hardware system to be interfaced to the laser control system, this task includes both design and implementation. The second task consists of a software operating environment to be flowcharted, written, and tested. The third task involves the computer interface driving the laser in the process of trimming resistor components using different types of cuts. The trimmed resistor performance is evaluated as part of the study. / Master of Science

Thesis (M.S.)--Mississippi State University. Department of Electrical and Computer Engineering. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

Acompanha: Produto educacional: Desenvolvimento de um kit didático experimental para o ensino de resistores, capacitores e circuitos de temporização RC / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Ensino de Física tem sofrido inúmeras transformações nas últimas décadas, discute-se muito sobre a inserção de diferentes recursos didáticos em sala de aula a fim de gerar um ambiente de aprendizagem diferente do tradicional, bem como proporcionar condições de uma aprendizagem efetiva para o aluno. O sistema tradicional do ensino de Física vem perdendo aos poucos a eficácia, o significado e até mesmo o interesse por parte do aluno em buscar conhecimento. O convívio constante com as mídias de maneira inapropriada tem provocado uma imensa perda de tempo, tornando-se um adversário desleal contra o estudo, restando assim pouco tempo para a aprendizagem. Nesse sentido, esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um novo método com uma proposta experimental e investigativa, baseado na teoria de Vygotsky, visando despertar no educando o interesse e a busca pelo saber, uma vez que ele é parte principal do processo, e que a partir de seus conhecimentos prévios é que o professor introduz seu conhecimento, proporcionando melhor interação entre professor e aluno, e também propiciando o desenvolvimento cognitivo e social no ambiente escolar. O kit didático experimental desenvolvido torna-se uma ferramenta de grande valia, que possibilita ao professor trabalhar um método diferenciado onde ele poderá relacionar a parte teórica com a parte prática, possibilitando com o kit trabalhar o conteúdo de resistores e capacitores por completo, de um modo que despertará no aluno um maior interesse. A tecnologia utilizada para o desenvolvimento do kit foi a plataforma de desenvolvimento Arduino que é composta por um microcontrolador e periféricos, devido ao fácil acesso a materiais didáticos disponíveis, possibilitando a fácil reprodução do protótipo futuramente por pessoas com pouco conhecimento na área e por ser uma plataforma open-source. Esse produto desenvolvido vem ao encontro das politicas de inclusão propostas pelos governos, que tem o objetivo de incluir na sociedade pessoas com necessidades educacionais especiais, pensando nisso, essa ideia vem contribuir e dar suporte a alunos com deficiências auditiva ou visual, bem como os demais alunos do ensino regular ou até mesmo superior, que necessitam estudar o conteúdo abordado aqui. / The teaching of physics has undergone numerous transformations in the last decades, much is discussed about the insertion of different didactic resources in the classroom in order to generate a learning environment different from the traditional one, as well as to provide conditions of an effective learning for the student. The traditional system of physics teaching has gradually lost its effectiveness, meaning and even the student's interest in seeking knowledge. The constant conviviality with the media in an inappropriate way has caused an immense loss of time, becoming an unfair opponent against the study, thus leaving little time for learning. In this sense, this work aims to develop a new method with an experimental and investigative proposal, based on Vygotsky's theory, aiming to awaken in the student the interest and the search for knowledge, since it is a main part of the process, and that from their previous knowledge is that the teacher introduces their knowledge, providing better interaction between teacher and student, and also fostering cognitive and social development in the school environment. The developed experimental teaching kit becomes a valuable tool that allows the teacher to work a different method where he can relate the theoretical part to the practical part, allowing the kit to work the contents of resistors and capacitors completely, so that the student will be more interested. The technology used for the development of the kit was the Arduino development platform which is composed of a microcontroller and peripherals, due to the easy access to available didactic material, allowing the easy reproduction of the prototype in the future by people with little knowledge in the area and being a open-source platform. This developed product is in line with the inclusion policies proposed by governments, which aims to include people with special educational needs in society. With this in mind, this idea contributes to and supports students with hearing or visual impairments, as well as other students of regular or even higher education, who need to study the content covered here.

FUMDES/UNIEDU; FITEJ; / Este trabalho apresenta a concepção de estruturas eletrônicas que podem ser utilizadas para a leitura de tensão e de corrente em conversores estáticos de energia, chaveados ou não, que trabalham em frequências superiores a 100 kHz, em especial as frequências eletrocirúrgicas (300 kHz..5 MHz). Além das estruturas de leitura, também a potência instantânea e a potência ativa são determinadas de forma analógica, possibilitando o futuro desenvolvimento de um sistema de controle da potência ativa de saída de um equipamento eletrocirúrgico. O objetivo é apresentar uma estrutura cuja reatância seja desprezível na faixa de frequências considerada, ou cujo efeito possa ser compensado, possibilitando a criação de circuitos amostradores de sinais complexos, de alta frequência, com um baixo custo de implementação, e usar estas amostras para determinar a potência ativa entregue. Um breve estudo das características reais dos resistores axiais de sinal (resistores com corpo cilíndrico, revestido por um filme de carbono ou filme metálico e com fixação por terminais através de furos na placa de circuito impresso, do inglês Pin Through Hole - PTH), de superfície (Surface Mounted Device - SMD) e resistores de potência de fio também é apresentado. Em seguida, dois modelos simplificados, porém realísticos, são apresentados, sendo um para resistências inferiores a 100 Ohms (Ω) e outro para resistências superiores a 100 Ω. Na sequência, um sistema analógico que realiza a amostragem dos sinais de tensão e de corrente de saída é proposto, bem como um sistema que determina a potência ativa em tempo real. Cada sistema é desenvolvido e testado individualmente, sendo que os resultados validados de um estágio são utilizados para aferir a eficácia do estágio subsequente. Ao final, o conjunto é testado, por meio de uma sequência de ensaios, cujos resultados são analisados e as considerações acerca do sistema como um todo são apresentadas, enfatizando que o erro máximo no cálculo da potência ativa ficou abaixo de 20%, como exige a norma NBR IEC 60601-2-2, assim como o baixo custo de implementação foi alcançado. Por fim, estes resultados mostram uma maneira viável de implementar um sistema de medição de potência ativa para saídas de equipamentos eletrocirúrgicos. / This work presents the design of electronic structures that can be used for voltage and current probing in static power converters, switched or not, which work at frequencies above 100 kHz, in particular electrosurgical frequencies (300 kHz..5 MHz). In addition, also the instantaneous power and the active power are determined analogically, allowing the development of a control system that stabilizes active output power of an electrosurgical unit. The purpose of this work is to find a structure with neglectable reactance in the frequency band considered, or compensate them, creating low cost sampler circuits for complex high frequency signals. A brief study of Pin Through Holes (PTH) signal resistors, Surface Mounted Devices (SMD) signal resistor, and power wire resistors above 100 Ω characteristics is presented. Two realistic simplified models are proposed. One for signal resistances lower than 100 Ω and power wire resistors lower than 100 Ω. Another one for signal resistance greater than 100 Ω. Further, an analog system for reading the output voltage and current are proposed as well as one for real time active power determination. Each system is individually designed and tested. Validated results of one stage are used to assess the effectiveness of the subsequent stage. In the end, the full circuit is tested, and the results are analyzed demonstrating that a lower than 20% error is achieved as well as the low implementation cost. Finally, these results show a way to implement an active power measurement system for electrosurgical units that is unprecedented up to now.

FUMDES/UNIEDU; FITEJ; / Este trabalho apresenta a concepção de estruturas eletrônicas que podem ser utilizadas para a leitura de tensão e de corrente em conversores estáticos de energia, chaveados ou não, que trabalham em frequências superiores a 100 kHz, em especial as frequências eletrocirúrgicas (300 kHz..5 MHz). Além das estruturas de leitura, também a potência instantânea e a potência ativa são determinadas de forma analógica, possibilitando o futuro desenvolvimento de um sistema de controle da potência ativa de saída de um equipamento eletrocirúrgico. O objetivo é apresentar uma estrutura cuja reatância seja desprezível na faixa de frequências considerada, ou cujo efeito possa ser compensado, possibilitando a criação de circuitos amostradores de sinais complexos, de alta frequência, com um baixo custo de implementação, e usar estas amostras para determinar a potência ativa entregue. Um breve estudo das características reais dos resistores axiais de sinal (resistores com corpo cilíndrico, revestido por um filme de carbono ou filme metálico e com fixação por terminais através de furos na placa de circuito impresso, do inglês Pin Through Hole - PTH), de superfície (Surface Mounted Device - SMD) e resistores de potência de fio também é apresentado. Em seguida, dois modelos simplificados, porém realísticos, são apresentados, sendo um para resistências inferiores a 100 Ohms (Ω) e outro para resistências superiores a 100 Ω. Na sequência, um sistema analógico que realiza a amostragem dos sinais de tensão e de corrente de saída é proposto, bem como um sistema que determina a potência ativa em tempo real. Cada sistema é desenvolvido e testado individualmente, sendo que os resultados validados de um estágio são utilizados para aferir a eficácia do estágio subsequente. Ao final, o conjunto é testado, por meio de uma sequência de ensaios, cujos resultados são analisados e as considerações acerca do sistema como um todo são apresentadas, enfatizando que o erro máximo no cálculo da potência ativa ficou abaixo de 20%, como exige a norma NBR IEC 60601-2-2, assim como o baixo custo de implementação foi alcançado. Por fim, estes resultados mostram uma maneira viável de implementar um sistema de medição de potência ativa para saídas de equipamentos eletrocirúrgicos. / This work presents the design of electronic structures that can be used for voltage and current probing in static power converters, switched or not, which work at frequencies above 100 kHz, in particular electrosurgical frequencies (300 kHz..5 MHz). In addition, also the instantaneous power and the active power are determined analogically, allowing the development of a control system that stabilizes active output power of an electrosurgical unit. The purpose of this work is to find a structure with neglectable reactance in the frequency band considered, or compensate them, creating low cost sampler circuits for complex high frequency signals. A brief study of Pin Through Holes (PTH) signal resistors, Surface Mounted Devices (SMD) signal resistor, and power wire resistors above 100 Ω characteristics is presented. Two realistic simplified models are proposed. One for signal resistances lower than 100 Ω and power wire resistors lower than 100 Ω. Another one for signal resistance greater than 100 Ω. Further, an analog system for reading the output voltage and current are proposed as well as one for real time active power determination. Each system is individually designed and tested. Validated results of one stage are used to assess the effectiveness of the subsequent stage. In the end, the full circuit is tested, and the results are analyzed demonstrating that a lower than 20% error is achieved as well as the low implementation cost. Finally, these results show a way to implement an active power measurement system for electrosurgical units that is unprecedented up to now.