O trabalho aborda a aplicação da técnica de reconciliação de dados para o balanço da movimentação de gás natural em uma malha de escoamento de gás não processado, elaborando também um método de cálculo rápido de inventário de um duto. Foram aplicadas, separadamente, a reconciliação volumétrica à condição padrão de medição e a reconciliação mássica, bem como realizadas comparações dos resultados em relação ao balanço original e verificação do balanço resultante de energia em termos de poder calorífico superior. Dois conjuntos de pesos foram aplicados, um arbitrado de acordo com o conhecimento prévio da qualidade do sistema de medição de cada um dos pontos, outro baseado no inverso da variância dos volumes diários apurados no período. Ambos apresentaram bons resultados e o segundo foi considerado o mais apropriado. Por meio de uma abordagem termodinâmica, foi avaliado o potencial impacto, ao balanço, da condensação de parte da fase gás ao longo do escoamento e a injeção de um condensado de gás natural não estabilizado por uma das fontes. Ambos tendem a impactar o balanço, sendo o resultado esperado um menor volume, massa e energia de fase gás na saída. Outros fatores de considerável impacto na qualidade dos dados e no resultado final da reconciliação são a qualidade da medição de saída do sistema e a representatividade da composição do gás neste ponto. O inventário é calculado a partir de uma regressão que se baseia em um regime permanente de escoamento, o que pode apresentar maior desvio quando fortes transientes estão ocorrendo no último dia do mês, porém a variação de inventário ao longo do mês possui baixo impacto no balanço. Concluiu-se que a reconciliação volumétrica é a mais apropriada para este sistema, pois os dados reconciliados levam os balanços mássicos e de energia em termos de poder calorífico, ambos na fase gás, para dentro do perfil esperado de comportamento. Embora um balanço volumétrico nulo apenas da fase gás não seja por si só o comportamento esperado quando se considera os efeitos descritos, para desenvolver um balanço mais robusto é necessário considerar as frações líquidas presentes no sistema, agregando maior dificuldade na aquisição e qualidade dos dados. / This purpose of this study is the application of data reconciliation to the balancing of a wet natural gas network and to develop a quick approach to calculate the gas linepack. Volumetric reconciliation, measured at standard conditions, and mass reconciliation were applied separately, the results were compared to the original balance and the energy balance in terms of gross calorific value was verified. Two sets of weights have been applied, one arbitrated according to the previous knowledge on the quality of the measurement system of each point, another based on the inverse of the variance of the daily volumes in the period. Both showed good results and the second was considered the most appropriate because of its adherence to the literature. Through a thermodynamic approach, the potential impact on the balance of the condensation of the gas phase along the flow and the injection of a not stabilized gas condensate by one of the sources have been evaluated. Both tend to impact the balance, resulting in smaller volume, mass and energy in the gas phase output. Others factors of significant impact in data quality and in the reconciliation results are the quality of the outlet flow measurement and the representativeness of the gas composition at this point. The linepack is calculated from a regression that relies on a steady flow approach, which can present a higher deviation when strong transients are taking place in that period, but the linepack variation over the month has showed low impact on the balance. The study concludes that the volumetric reconciliation is the most suitable for this system, as reconciled data lead the mass and energy balances, both in the gas phase, into the expected pattern of behavior, according to the thermodynamic evaluation. Although a volume balance reaching zero for the gas phase is not the expected behavior when taking into account the effects described, developing a more robust balance would demand to consider the liquid fractions present in the system, which may add more difficulty in the data acquisition and in guarantying its quality.

Nas últimas décadas, a indústria automobilística mundial vem investindo no desenvolvimento tecnológico dos motores, com o objetivo de alcançar melhor eficiência energética e atender às legislações que limitam a quantidade de resíduos tóxicos nos gases de exaustão e menor consumo de combustível. Isso resultou na implantação dos sistemas de gerenciamento eletrônico do motor, que possibilitam funcionalidades para se controlar diversas variáveis do motor, aumentando consideravelmente o rendimento do motor. Este trabalho tem como objetivos explorar a dinâmica de um motor de combustão interna ciclo Otto, os sinais elétricos associados, e os componentes de seu gerenciamento eletrônico. A partir dessas informações, o trabalho apresenta o processo de analise dos sinais elétricos e as estratégias de controle utilizadas em um sistema de gerenciamento real. Assim, são desenvolvidos o hardware e o firmware de uma unidade microcontroladora para gerenciamento eletrônico do motor. O hardware foi elaborado com uma concepção centralizada, ou seja, foi usado apenas um microcontrolador de 32-bit para gerenciar todas as funções. O firmware de controle foi desenvolvido de forma modular baseado em modelos de malha fechada. O modelo matemático do motor foi identificado utilizando técnicas de controle em um veículo real, e a avalidação do modelo foi obtida através de testes em um dinamômetro inercial. / In the last few decades, the world automotive industry has invested in the technological development of the engines, aiming to get better energetic efficiency and comply with legislations that limit the amount of toxic exhaustion gases. This resulted in electronic management systems for engines, which allowed flexibility to control several engine-related variables, considerably increasing the engine efficiency. This work aims to explore the Otto cycle combustion engine dynamics, its electronic signals, and the elements of its electronic management. Based on that information, this work presents the analysis process of the electronic signals, and the control strategies used in a real management system. Then, the hardware and firmware of a microcontroller unity are developed for the electronic management of the engine. The hardware was elaborated with a centralized concept, i.e., only one 32-bit microcontroller was used to control all functions. The control firmware was developed in a modular scheme, based on the closed loop models. The engine mathematical model was identified using control techniques in a real engine. The results were obtained by tests in an inertial dynamometer.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-25T20:49:09Z No. of bitstreams: 1 brunocortesdesouza.pdf: 4659510 bytes, checksum: 73ac58d8200d2432ce64c9ebbd6d8c94 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-26T13:11:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brunocortesdesouza.pdf: 4659510 bytes, checksum: 73ac58d8200d2432ce64c9ebbd6d8c94 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T13:11:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brunocortesdesouza.pdf: 4659510 bytes, checksum: 73ac58d8200d2432ce64c9ebbd6d8c94 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Esse trabalho apresenta estudos, modelagem e análises de um sistema de bombeio centrífugo submerso (BCS), considerando as características dos principais componentes presentes neste sistema. As contribuições do trabalho estão na partida do BCS, como no desenvolvimento de soluções para mitigar alguns dos problemas observados, como por exemplo, os relacionados à qualidade de energia elétrica nos terminais do BCS. A modelagem de cada equipamento elétrico que compõe o BCS é apresentada no trabalho, destacando-se alguns dos aspectos operacionais relevantes que são considerados na operação. Foi feito um projeto para dimensionamento dos filtros passivos utilizados na atenuação das componentes harmônicas das tensões e correntes produzidas pelo sistema, além de auxiliar na regulação da tensão no ponto em que o BCS está conectado. Nas simulações realizadas, considerou-se um sistema de média tensão com um motor de indução trifásico em gaiola de esquilo de 3835HP que acoplado a uma bomba centrífuga possui um alto coeficiente de inércia. Com a inserção de modelos de atritos rotacionais para o torque do conjunto motor-bomba, pôde-se representar os efeitos que acontecem nos instantes iniciais da partida do sistema e avaliar o desempenho da estratégia de controle utilizada para o acionamento. Assim como ocorre nos sistemas reais que são alimentados por cabos submarinos de longo comprimento, utilizou-se um sistema de controle do sistema em malha aberta com uma metodologia para estimar e compensar a queda de tensão que ocorre entre os terminais do conversor e o terminal de entrada do motor elétrico. O trabalho apresenta ainda uma breve comparação entre o conversor fonte de tensão (VSC) de 2 níveis e o conversor de 3 níveis com neutro grampeado (NPC). Por fim, é analisada a situação onde a alimentação do BCS é desequilibrada devido à diferença de valores entre os parâmetros do cabo submarino. / This work shows studies, modelling and analyses of an electrical submersible pump system (ESP), considering the characteristics of key elements in this system. The contributions are in its start-up, as also in the development of solutions for mitigation of some observed problems, e.g., those related to power quality at the equipment terminals. The model for each electrical equipment inside the ESP is presented in this work and highlighted some of the pertinent operational aspects that is commonly considered on practical operation. A project is settled for sizing the passive filters to attenuate the harmonic components of the voltages and currents supplied by the grid, in addition to helping voltage regulation at ESP connection point. In the study cases, it was considered a medium voltage power system with a 3835HP three phase squirrel cage induction motor which is connected with a centrifugal pump that results in a high inertia coefficient. Rotational friction model is considered in the studies to characterize the effects that occur at the initial seconds of the start-up of the system and also to evaluate the performance of the implemented control strategy. In the same way that occurs in real systems that are supplied by downhole electric cables, it was considered an open-loop V/f control with a methodology to estimate and compensate the voltage drop that exists between the terminals of the converter and the motor input. This work also establishes a short comparison between a 2-level voltage source converter (VSC) and a 3-level neutral-point clamped (NPC) VSC. Finally, the system is analyzed through the occurrence of an unbalance of downhole electric cable parameters.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-05T11:13:00Z No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 5985689 bytes, checksum: e2f3d175a672f23ee85dc623a4d67bda (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T14:54:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 5985689 bytes, checksum: e2f3d175a672f23ee85dc623a4d67bda (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T14:54:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 5985689 bytes, checksum: e2f3d175a672f23ee85dc623a4d67bda (MD5) Previous issue date: 2017-03-16 / Este trabalho tem como objeto principal a avaliação teórica e experimental do uso de controladores (drivers) comutados no dobro da frequência da rede elétrica, aplicados ao acionamento de luminárias de iluminação pública (IP) empregando diodos emissores de luz, ou LEDs, do inglês Light Emitting Diodes. Inicialmente, o estudo apresenta informações sobre a iluminação pública no Brasil e os novos paradigmas relacionados ao uso dos LEDs nos sistemas de IP. Na sequência, uma revisão bibliográfica sobre drivers para luminárias LED é apresentada. Em seguida, é feita a modelagem matemática de um controlador de LEDs baseado no pré-regulador boost de elevado fator de potência comutado em baixa frequência (120 Hz). Uma metodologia de projeto detalhada é apresentada, sendo aplicada a uma luminária LED de 160 W, que é uma potência típica empregada em iluminação pública. Os resultados experimentais mostram que é possível alcançar elevado fator de potência (0,99), elevado rendimento (95%) e reduzida distorção harmônica total da corrente de entrada (9,4%). Posteriormente, foi realizada a modelagem dinâmica em pequenos sinais e o projeto do controle em malha fechada desse driver. Resultados experimentais mostram que o compensador proposto é capaz de rejeitar distúrbios provenientes da tensão de entrada e da carga, mantendo a corrente nos LEDs no valor de referência. Outras topologias similares também foram exploradas, com destaques para o driver baseado no pré-regulador Ćuk de baixa frequência. Resultados de simulação e resultados experimentais comparam essas topologias entre si, mostrando suas principais vantagens e desvantagens. Como conclusão, a principal contribuição da presente Tese consiste na proposição de topologias de controladores de LEDs empregados em iluminação pública fundamentados em alternativas bastante simples, de baixo custo e elevada vida útil, por dispensarem o uso de capacitores eletrolíticos. Outra contribuição se refere à comprovação de que tais estruturas apresentam conformidade com a norma IEC 61.000-3-2 (2014), classe C, além de corresponderem aos critérios exigidos na norma brasileira NBR 16026 (2012): Dispositivo de controle eletrônico c.c. ou c.a. para módulos de LED - Requisitos de desempenho. / The main purpose of this research is the theoretical and experimental evaluation of the use of drivers switched at twice the frequency of the power grid, applied to street lighting luminaires utilizing light emitting diodes (LEDs). Initially, the study presents information about the street lighting in Brazil and the new paradigms related to the use of LEDs in street lighting systems. Thereafter, a bibliographic review about drivers for LED luminaires is presented. Afterwards, the mathematical modeling of an LED driver based on the high power factor boost pre-regulator switched in low frequency (120 Hz) is shown. A detailed design methodology is presented, applied to a 160 W LED luminaire, which is a usual power level used on street lighting systems. The experimental results show that it is possible to reach high power factor (0.99), high efficiency (95%) and reduced total harmonic distortion of the input current (9.4%). Subsequently, the dynamic modeling in small signals and the control project in closed loop of this driver are performed. Experimental results show that the compensator proposed is capable of rejecting disturbances coming from the input voltage and from the load, keeping the current on the LEDs always at the reference value. Other similar topologies are also examined, highlighting the driver based on the low frequency Ćuk pre-regulator and the quadratic boost pre-regulator. Simulation results and experimental results compare these topologies among themselves, presenting their advantages and disadvantages. As conclusion, the main contribution of this thesis consists is the proposition of topologies of LED drivers used in street lighting luminaires based on very simple circuits, with low cost and long lifetime, because they do not require the use of electrolytic capacitors. Another contribution relates to the corroboration that these structures comply with IEC 61.000-3-2 (2012) class C standard, and correspond to the criteria required in the Brazilian Standard NBR 16026 (2012) standard: Electronic control device c.c. or c.a. for LED modules - Performance requirements.

Submitted by Patrícia Cerveira (pcerveira1@gmail.com) on 2017-06-12T18:19:03Z No. of bitstreams: 1 José Renato Cozzolino.pdf: 2923143 bytes, checksum: 2941736082bf50938fdb3dcfea03c36e (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca da Escola de Engenharia (bee@ndc.uff.br) on 2017-07-03T13:30:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 José Renato Cozzolino.pdf: 2923143 bytes, checksum: 2941736082bf50938fdb3dcfea03c36e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-03T13:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 José Renato Cozzolino.pdf: 2923143 bytes, checksum: 2941736082bf50938fdb3dcfea03c36e (MD5) / A estimação correta de frequência é essencial para a operação de diversos equipamentos de proteção, regulação e controle, os quais são necessários para operação adequada do Sistema Interligado Nacional A tecnologia de Sistemas de Medição Fasorial Sincronizada (Synchronized Phasor Measurement Systems - SPMS), baseia-se em uma rede de Unidades de Medição Fasorial (Phase Measurement Unit - PMU). Duas grandezas importantes medidas pela PMUs são a frequência e a taxa de variação da frequência. Este trabalho apresenta o resultado de estudo comparativo de algoritmos de estimação de frequência no âmbito de medição fasorial sincronizada. Foram avaliados os modelos propostos originalmente pela Norma IEEE C37.118, por seu documento de alteração ( IEEE Std. C37.118.1a-2014 Amendment), alem de três diferentes tipos de algoritmos baseados em PLLs (Phasor Locked Loop). As avaliações foram executadas com base nos testes descritos na Norma IEEE C37.118 e seus respectivos requisitos de conformidade. Verificou-se que as modificações apresentadas pelo documento Amendment foram necessárias para que o modelo de PMU proposto atendesse os requisto para todos os testes. Em relação aos modelos de PLL, verificou-se que uma versão do algoritmo (chamada aqui de PLL de Classe III) foi bem superior às demais e também melhor que o algoritmo sugerido pelo Amendment no que se refere ao teste de derivada da frequência e de modulação de fase. / An accurate frequency estimation is essential for the operation of Electric Power System regarding protection and control. Synchronized Phasor Measurement Systems - SPMS are based on a network composed by Phasor Measurement Units (Phase Measurement Unit - PMU). Two important parameters measured by the PMUs are the frequency and the frequency rate of change. This paper presents the results of a comparative study of frequency estimation algorithms within synchronized phasor measurement context. The reference model proposed in by IEEE C37.118 standard was compared with three different algorithms based on PLLs (Phasor Locked Loop). The evaluations were performed based on the compliance requirements described in IEEE C37.118. It was also found that the PLLs models have superior performance than model reference for P PMU suggested by Standard. Regarding the reference model for PMU M, there is a need to implement anti-aliasing filters for the standard inter-harmonics tests. After that, it was observed that the dynamic performances of PLLs studied at work are compatible with the algorithms suggested by the standard for the PMU M.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work is to present and discuss the Precision Farming in a simple way through the routines of the precision farming into the system Campeiro CR-7 and its performance in order to analyze the spatial variability of soil properties and productivity. Chapter I The Loop Sampling, provides a tutorial on developing a sampling plan for spatial assessment of physic-chemical properties of soil by means of geostatistical techniques, the sampling plan can contribute significantly to reducing the cost of collection of samples as well as quality of these samples. Chapter II Map of Fertility analyzes a tool that assists the user in the classification of levels of soil fertility, and the result presented in map form, where the final map is a cross between a map that contains phosphorus in the soil and map showing the clay making the recommendation to apply phosphorus fertilizer supplier to more precise areas where there is more than one class of clay. Chapter III Productivity Map filtering is performed on the data collection, making it possible to make a map of productivity consistent with the reality of the field with a greater reliability of the data, providing information relevant to agricultural management. / Este trabalho consiste em apresentar e discutir a Agricultura de Precisão de forma simples, através das rotinas de Agricultura de Precisão do Sistema CR-Campeiro 7, conjunto de programas elaborado no Departamento de Engenharia Rural da Universidade Federal de Santa Maria UFSM, Laboratório de Geomática, concebido e programado pelo Prof. Dr. Enio Giotto, e o desempenho desses programas, visando à análise da variabilidade espacial de propriedades químicas do solo e da produtividade. O Capítulo I Malha de Amostragem traz um tutorial sobre a elaboração de um plano de amostragem para avaliação espacial de propriedades físico-químicas de solo por meio de técnicas geoestatísticas; o plano de amostragem pode contribuir de forma relevante para diminuição do custo de coleta de amostras como também para a qualidade dessas amostras. O Capítulo II Mapa de Fertilidade analisa uma ferramenta que auxilia o usuário na classificação dos níveis de fertilidade do solo, sendo o resultado apresentado em forma cartográfica, onde o mapa final é a integração temática entre o mapa que contem os teores de Fósforo no solo e o mapa que apresenta os teores de Argila, tornando a recomendação para aplicação de fertilizantes fornecedores de Fósforo mais precisas para áreas onde ocorre mais de uma classe de Argila. No Capítulo III Mapa de Produtividade é realizada uma filtragem nos dados de colheita, tornando possível a confecção de um mapa de produtividade coerente com a realidade do campo, com uma confiabilidade maior dos dados, fornecendo informações relevantes ao gerenciamento agrícola.

Orientador: Paulo Cardieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T23:43:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MunozGallego_DavidAlfonso_M.pdf: 701198 bytes, checksum: b2030ec2292717eca9c4a897402834ab (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho apresenta uma estimação da capacidade das redes sem fio tipo Mesh. As redes deste tipo têm topologias e padrões de tráfego únicos que as diferenciam das redes sem fio convencionais. Nas redes sem fio tipo mesh os nós atuam como clientes e como servidores e o tráfego e encaminhado para uma ou várias gateways em um modo multi-salto. A estimação da capacidade é baseada em estudos da Camada Física e MAC. Efeitos da propagação do canal são avaliados / Abstract: This work addresses the capacity of wireless mesh networks (WMN). This kind of networks has unique topologies and traffic patterns that differentiate them from conventional wireless networks. In WMN, the nodes act as clients and hosts and the traffic is forwarded to one or more gateways in a multihop fashion. The capacity estimation presented in this work is based on the physical and link layer investigation, using computer simulation / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

[pt] O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova estratégia para o problema de empacotamento de discos sem sobreposição para gerar arranjos aleatórios densos. O algoritmo geométrico adota uma abordagem frente de avanço que, com o apoio de uma malha poligonal, utiliza novas heurísticas para determinar as próximas posições para as próximas partículas. Além disso, propomos esquemas de realocação para melhorar o empacotamento no interior do arranjo e perto das bordas dos objetos arbitrários que contêm as partículas. Os resultados provam que nosso algoritmo pode superar trabalhos anteriores, não apenas com a função de distribuição de raios de partículas desejada, mas também aumentando a densidade de empacotamento e o número médio de contatos. / [en] This work aims to present a new strategy for the non-overlapping disk packing problem to generate dense random assemblies. The geometric algorithm adopts an advancing front approach that uses new heuristics to determine the next positions for the incoming particles with the support of a polygonal mesh. Furthermore, we propose relocation schemes to improve the packing at the pack s interior and near the container borders. Experiments prove that our algorithm outperforms previous results, w.r.t the desired particle radii distribution function and increases the packing density and mean number of particle contacts.

[pt] À medida que o processo de digitalização avança em diversos setores, a criação de modelos digitais 3D torna-se cada vez mais necessária. Normalmente, esses modelos são construídos por designers 3D, exigindo um esforço manual considerável quando o objeto modelado é complexo. Além disso, como o designer não tem uma referência precisa na maioria dos casos, o modelo resultante está sujeito a erros de medição. No entanto, é possível minimizar o esforço de construção e o erro de medição usando técnicas de aquisição 3D e modelos CAD previamente construídos. A saída típica de uma técnica de aquisição 3D é uma nuvem de pontos 3D bruta, que precisa de processamento para reduzir o ruído inerente e a falta de informações topológicas. Os modelos CAD são normalmente usados para documentar um processo de projeto de engenharia, apresentando alta complexidade e muitos detalhes irrelevantes para muitos processos de visualização. Portanto, dependendo da aplicação, devemos simplificar bastante o modelo CAD para atender aos seus requisitos. Nesta tese, nos concentramos na construção de modelos digitais 3D a partir dessas fontes. Mais precisamente, apresentamos um conjunto de algoritmos de processamento de geometria para automatizar diferentes etapas de um fluxo de trabalho típico usado para esta construção. Primeiro, apresentamos um algoritmo de redução de ruído de nuvem de pontos que visa preservar as feições nítidas da superfície subjacente. Este algoritmo inclui soluções para a estimativa normal e problemas de detecção de feições nítidas. Em segundo lugar, apresentamos uma extensão do algoritmo de redução de ruído de nuvem de pontos para processar malhas triangulares, onde tiramos proveito da topologia explícita definida pela malha. Por fim, apresentamos um algoritmo para a simplificação extrema de modelos CAD complexos, que tendem a se aproximar da superfície externa do objeto modelado. Os algoritmos propostos são comparados com métodos de última geração, apresentando resultados competitivos e superando-os na maioria dos casos de teste. / [en] As the digitalization process advances in several industries, the creation of 3D digital models is becoming more and more required. Commonly, these models are constructed by 3D designers, requiring considerable manual effort when the modeled object is complex. In addition, since the designer does not have an accurate reference in most cases, the resulting model is prone to measurement errors. However, it is possible to minimize the construction effort and the measurement error by using 3D acquisition techniques and previously constructed CAD models. The typical output of a 3D acquisition technique is a raw 3D point cloud, which needs processing to reduce the inherent noise and lack of topological information. CAD models are typically used to document an engineering design process, presenting high complexity and too many details irrelevant to many visualization processes. So, depending on the application, we must severely simplify the CAD model to meet its requirements. In this thesis, we focus on the construction of 3D digital models from these sources. More precisely, we present a set of geometry processing algorithms to automatize different stages of a typical workflow used for this construction. First, we present a point cloud denoising algorithm that seeks to preserve the sharp features of the underlying surface. This algorithm includes solutions for the normal estimation and sharp feature detection problems. Second, we present an extension of the point cloud denoising algorithm to process triangle meshes, where we take advantage of the explicit topology defined by the mesh. Finally, we present an algorithm for the extreme simplification of complex CAD models, which tends to approximate the outer surface of the modeled object. The proposed algorithms are compared with state-of-the-art methods, showing competitive results and outperforming them in most test cases.

[pt] Esta Tese tem por objetivo o desenvolvimento de um sistema destinado à medição de campo magnético com alta sensibilidade e resolução, baseado nas características de fase da impedância em sensores que apresentam o efeito GMI, e a otimização das características de desempenho por meio do uso de configurações em malha fechada. A metodologia empregada inicia com a avaliação experimental das características de fase da impedância de amostras de diferente estrutura e composição química, em função do campo magnético externo, a fim de selecionar aquelas com alta sensibilidade, baixa histerese e maior homogeneidade. Na sequência, são realizadas avaliações teórico-computacionais dos transdutores magnéticos em malha aberta e fechada (magnetômetro e gradiômetro). Da mesma forma, as principais características dos circuitos e controladores software dos transdutores desenvolvidos são detalhadas ao longo do texto. Por sua vez, as principais figuras de mérito dos protótipos desenvolvidos são detalhadamente analisadas, tais como: sensibilidade, linearidade, resposta em frequência, densidade espectral de ruído e resolução. As caracterizações e ensaios experimentais realizados evidenciaram o grande potencial dos transdutores GMI em malha fechada para a atenuação da interferência 1/f, aprimoramento da linearidade e ampliação da faixa de operação. O magnetômetro GMI em malha fechada apresentou sensibilidade em torno de 75,8 mV/microteslas, fundo de escala maior que mais ou menos 40 microteslas, banda de passagem de 45 Hz e resolução na banda de passagem de 27,74 nT. Por outro lado, o gradiômetro GMI em malha fechada desenvolvido apresentou sensibilidade em torno de 102 mV/microteslas, fundo de escala maior que mais ou menos 40 microteslas, banda de passagem de 30 Hz e resolução na banda de passagem de 28,41 nT. / [en] This Thesis aims to develop a system for magnetic field measurement with high sensitivity and resolution, based on the impedance phase characteristics of sensors that have the GMI effect and the performance characteristics optimization through closed-loop configurations. The methodology starts with the experimental evaluation of the phase characteristics of the impedance in samples of different chemical composition and structure as a function of the external magnetic field in order to select those with high sensitivity, low hysteresis, and higher homogeneity. Subsequently, theoretical-computational assessments of magnetic transducers in open and closed-loop (magnetometer and gradiometer) are carried out. Likewise, the main characteristics of the circuits and software controllers of the developed transducers are detailed throughout the text. In turn, the main figures of merit of the developed prototypes are analyzed in detail, such as sensitivity, linearity, frequency response, noise spectral density, and resolution. The characterizations and experimental tests carried out showed the great potential of GMI transducers in a closed-loop configuration for attenuation of interference 1/f, improving linearity and expanding the operating range. The closed-loop GMI magnetometer showed a sensitivity of around 75.8 mV/microteslas, a full-scale range greater than plus or minus 40 microteslas, a pass band of 45 Hz and a resolution in the pass band of 27.74 nT. On the other hand, the GMI closed-loop gradiometer developed had a sensitivity of around 102 mV/microteslas, a full scale greater than plus or minus 40 microteslas, a passband of 30 Hz and a resolution in the pass band of 28.41 nT.