nÃo hà / 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. / The development of a capacitive sensor based on dielectric characteristics of soil was carried through this work. The sensor was designed as a probe. A fiberglass circuit board was chosen to simulate a parallel plate capacitor. To simulate a capacitor with characteristics similar to
the ones commercially sold, within electrical isolation, the plates were isolated by varnish of the type used for isolation of car engines. A value of 106 W of the insulation was measured by a multimeter. The sensor was part of an oscillator RC provided by an integrated circuit to perform the oscillator, the 74LS122 a multivibrating oscillator which gave better responses. The RC circuit output was the input of a frequency divider. The IC TC4040 and HEF4040 both similar counters were used in order to verify the output wave forms. The second one provided a uniform and square waveform, although the first one provided an output waveform tending to triangular. The circuit was printed on the plate of the sensor in order to minimize the influence inherent wire capacitance. The data acquisition, monitoring and the probe calibration had been acquired daily, four times a day and with three readings for sixty three days. The temperature also was monitored this way for both systems. The first one installed in
a 2" PVC pipe filled with air dry soil, the water drainage was monitored by weighting. In another system had been installed three sensors in a box full filled by humid soil. The calibration of the sensor was supplied by the strain gage. The time response was obtained using the PVC system, whose water was drained, the soil submitted to saturation again and data were acquired by a microprocessor-based system of data acquisition supplying an output of seconds. The factors that had influenced the sensor output had been evaluated, concluding that the temperature influences however not in so significant way as moistures. The moisture significance levels had been of up to 0,01 % contrasting with the ones of the temperature 7 %. This was valid for all the sensors and also strain gage. The statistical models that more fitted
the sensors output were the multiple regression followed by the polynomial regression.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:2025 |
| Date | 23 March 2006 |
| Creators | Ilda de Oliveira Silva |
| Contributors | Adunias dos Santos Teixeira, Paulo CÃsar Marques de Carvalho, Carlos Wagner Oliveira |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia AgrÃcola, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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