Portfolio_Semana05

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Portfólio – Semana 05
	Nessa aula foram apresentados os acelerômetros, iniciando pelos piezoelétricos, os quais a partir da compressão de um material é gerada uma voltagem que pode ser medida com um voltímetro. Em seguida foi apresentado o acelerômetro por capacitância, onde as placas paralelas que a forma possibilita a separação de cargas e o surgimento de uma diferença de potencial elétrico quando polarizado. Os acelerômetros podem ser usados em air-bags, tablets e celulares, por exemplo, e são fabricados a partir de tecnologias como: Sistemas Microeletromecânicos (MEMS), ligações com circuitos integrados e acelerômetros analógicos e digitais. Em seguida foram apresentados os sensores de pressão atmosférica, com aplicações em condições meteorológicas e pressão em tubulações, caldeiras e máquinas, por exemplo. Além deste, os sensores de campo magnético, que podem ser utilizados em medidas de campo induzido por correntes elétricas, sendo o melhor método para realizar essa medição. 
	Na segunda parte da aula, foram apresentados os sensores químicos, os quais possibilitam a detecção de elementos químicos com alto grau de confiança no controle de processos industriais, análises clínicas e monitoramento ambiental, por exemplo. O MOS (Metal Oxide Semicondutor) sofre mudança em sua resistência elétrica em função da concentração da espécie reativa. Também foram apresentados os sensores eletroquímicos e os sensores biológicos. 
	Com a apresentação dos atuadores (lineares e rotativos) foi possível compreender melhor acerca do funcionamento dos sensores previamente apresentados, diferenciando sua funcionalidade com a aplicação a qual ele será utilizado. 
Lista de Exercícios – Aula 09
1. A figura abaixo (figura Q2) mostra a estrutura simplificada de um acelerômetro capacitivo, onde o eletrodo central é móvel, d é a distância entre as placas e x a variação que a placa central sofre em função de uma determinada aceleração. Os capacitores diferenciais estão sob a mesma variação, em direções opostas, sendo que:
Figura Q1. Estrutura simplificada de um acelerômetro capacitivo
Obtenha a expressão da diferença: V1 – V2 
	Sabemos que V1 é igual a: 
	E que para um Z qualquer, temos:
	Substituindo esse valor de Z, na fórmula de V1 mostrada acima e ampliando para V2, teremos:
	Sabendo os valores de C1 e C2, pelo enunciado do exercício, podemos substituir nas fórmulas encontradas acima, e obtê-los em relação a esses parâmetros, como segue: 
	Assim, poderemos determinar V1-V2 como segue: 
2. Qual a diferença entre um material piezoelétrico e um piezoresistivo. Cite exemplo de um material e aplicação em sensores de cada um deles. Explique a facilidade de integração desses materiais com a tecnologia de circuitos integrados.
Os materiais piezoelétricos são aqueles que quando sofrem uma deformação mecânica, possuem a capacidade de geração de cargas elétricas. Como exemplo, podem ser citados os transdutores de pressão, medidores de distância, entre outros, os quais podem ser construídos de titanato-zirconato de chumbo (PTZ), um material que apresenta essa propriedade. Já os materiais piezoresistivos possuem a capacidade de variar sua resistência quando expostos a um esforço mecânico. Como exemplo, podemos citar os sensores de pressão, os quais podem ser constituídos de silício, um material que apresenta essa propriedade. Assim, quando uma pressão é aplicada, há deflexão de um diafragma desse material piezoresistivo, o que leva a alteração na resistência elétrica, que pode ser medida a partir de uma ponte de Wheatstone, por exemplo. 
	Sabendo que os circuitos integrados são circuitos elétricos funcionais, fabricados a partir de um material semicondutor, fazendo com que com base nas propriedades desses materiais, eles possam ser integrados com processos compatíveis na fabricação de microeletrônicos, por exemplo.