The Modeling and Analysis of the Current Density in Current Gauges and Contact System

Transmission lines and contact assemblies adapted for conducting considerable values of constant andmomentary current ratings are usually built as the set of many isolated parallel paths, in addition spacesbetween electric contacts are little compared with their width. Ensuring the big power-driven load capacityto a maximum is aimed at it. In these types of paths flow of the electricity through each of them is,how it could be expected, uneven. It is an effect of the occurrence of skin effect and an effect of closeracquaintance. So, we cannot increase their power-driven load capacity proportionally to the amount oftransmission lines. Inductances are different, depending on the place of the path. The following calculationsare supposed to explain and to depict, which from paths (in case of contact assemblies – electriccontacts) will be mostly exposed at the flow of the electricity, as well as will let the resistance understandthe relation of the contact effect of the material and the structure of joints

AAEM minimonograph #36: Basic concepts of electricity and electronics in clinical electromyography

Fundamental principals of electricity provide a basis for understanding the design and operation of electromyography equipment. An intuitive and quantitative explanation of charge, voltage, current, and impedance provides an introduction to the concepts of resistance, capacitance, and input impedance. These concepts form the basis for discussion of filters, amplifiers, electrodes, digital electronics, stimulators, and patient safety. The monograph assumes no specialized training in engineering or mathematics. The topics are discussed at an introductory level to provide understanding for readers with no electronics background and intuitive insight for more experienced readers.Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/50150/1/880141003_ftp.pd

Chemical sensor based on impedance microbridge

Orientador: Fabiano FruettDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: A integração de sistemas microeletrônicos em lab-on-a-chip está sendo cada vez mais necessária para concretizar novas aplicações dentro do emergente campo da microfluídica. Tanto na química quanto na bioquímica e até mesmo na medicina e bioengenharia, a microfluídica evolui conquistando um espaço crescente. Entretanto, desafios tecnológicos residem na sua complexa fabricação e integração com sistemas eletrônicos. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema sensor que emprega métodos de fabricação compatíveis tanto com a microeletrônica quanto com a microfluídica. Este sistema sensor é baseado em uma microponte de impedância composta por quatro capacitores interdigitados. Neste sistema, o fluido, guiado por um canal ou armazenado em um reservatório fabricado em polidimetilsiloxano (PDMS), passa sobre a microponte enquanto um termistor, fabricado no mesmo substrato, permite monitorar a temperatura do sistema durante a medida. A microponte é formada de eletrodos interdigitados arranjados de forma a permitir a utilização de um circuito eletrônico de condicionamento que pode ser construído bem próximo do elemento sensor. O trabalho foi validado comparando-se a função de transferência experimental do sensor, usando como analito a mistura etanol-água, com a função de transferência teórica obtida através de simulação baseada em elementos finitos. Identificamos a importância da deposição de um filme fino de boa qualidade para a proteção dos eletrodos de referência e sua influência na função de transferência experimental. Ainda, devido à utilização de materiais inertes como ouro, vidro e PDMS, o sistema sensor, com alguns ajustes, pode ser empregado para outras aplicações: desde o monitoramento da pureza e concentração de líquidos até a caracterização de filmes finos sensíveis a patógenos e fármacosAbstract: The integration of microelectronic systems in lab-on-a-chip is being increasingly required to implement new applications on the emerging field of microfluidics. Both in chemistry and biochemistry, and even in medicine and bioengineering, microfluidics evolves gaining a growing space. However, technological challenges lie in its complex manufacturing and integration with electronic systems. In this work, we developed a sensor system that employs both fabrication methods compatible with microelectronics and with microfluidics. This sensor system is based on an impedance microbridge composed of four interdigitated capacitors. In this system, the fluid which is guided by a channel or is stored in a reservoir made of polydimethylsiloxane (PDMS), passes over the microbridge while a thermistor fabricated on the same substrate allows monitoring of the system temperature during the measurement. The microbridge is made of interdigitated electrodes arranged so as to allow the use of an electronic conditioning circuit that can be built very close to the sensor element. The study was validated by comparing experimental transfer function of the sensor, using the ethanol-water mixture as analyte, with the theoretical transfer function obtained by simulation based on finite element method. We identified the importance of depositing a good quality thin film for the protection of reference electrodes and its influence on experimental transfer function. Also, due to the use of inert materials such as gold, glass and PDMS, the sensor system, with some adjustments, can be used for other applications: from monitoring of the concentration and purity of liquid to the characterization of thin films sensitive to drugs and pathogenic agentsMestradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaMestre em Engenharia Elétric

Microelectronic humidity sensor fabricated on alumina substrate and based in dew point detection

Orientador: Fabiano FruettDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Sensores de umidade relativa do ar estão sendo cada vez mais utilizados em sistemas de controle e aquisição de dados. Estes sensores são facilmente encontrados em estufas, automóveis, refrigeradores, equipamentos médicos, eletrodomésticos, instrumentos de precisão e outros. Mais recentemente, com o crescimento do mercado agrícola no Brasil, a demanda por sensores de umidade vem crescendo substancialmente. Este trabalho e dedicado ao estudo de um sistema sensor de umidade por detecção de ponto de orvalho utilizando uma ponte de impedância. A ponte de impedância foi microfabricada diretamente sobre um substrato de alumina que compõe uma pastilha Peltier. Um termistor também micro fabricado no mesmo substrato fornece o sinal necessário para a detecção do ponto de orvalho. A face fria da pastilha Peltier e resfriada ate alcançar a temperatura do ponto de orvalho do ar ao seu redor. Este resfriamento resulta na saturação do vapor de d'água presente no ar, fazendo com que gotículas de água condensem sobre o substrato de alumina. A condensação de água sobre os eletrodos da ponte de impedância causa um desbalanceamento que gera um sinal de controle para a pastilha Peltier. As temperaturas no limiar de condensação e ambiente são utilizadas no calculo da umidade relativa. Este sensor de umidade foi projetado para que alguns requisitos com relação a resistência contra contaminantes e baixa histerese fossem alcançadosAbstract: Sensors for relative humidity are being increasingly used in control systems and data acquisition. These sensors are easily found in greenhouses, cars, weather equipment, medical equipment, appliances, etc.. More recently, with the growth of the agricultural market in Brazil, the demand for humidity sensors has been growing substantially. This work is dedicated to the study of a humidity sensor for dew point detection using an impedance bridge. The impedance bridge was microfabricated directly on an alumina substrate that comprises a Peltier device. A thermistor also microfabricated on the same substrate control the temperature of the Peltier device to the threshold where the dew point produces the saturation of water vapor in the air. The cold face of the Peltier device is cooled until it reaches the dew point temperature. This cooling results in saturation of water vapor in the air, around the side of the Peltier device causing water droplets to condense on the alumina substrate. Water condensation on the electrodes of the impedance bridge causes an imbalance that generates a control signal to the Peltier device. The temperatures measured at the threshold of condensation along with ambient temperature are used to calculate the relative humidity. This sensor was designed to fulfill some requirements related to resistence to contaminants and low hysteresisMestradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaMestre em Engenharia Elétric

Processamento de sinais para caracterização de conversores eletrônicos e impedância da rede elétrica

In this work, two methods based on the injection of controlled disturbances are proposed in order to evaluate characteristics of the Electrical Power System (EPS). The proposed methods perform the characterization of electronic converters and harmonic impedance measurements by the imposition of voltage sags and wavelets, respectively. In both cases, SWRDFT (Sliding Window Recursive Discrete Fourier Transform) is used. Thus, in the first method, voltages sags are applied to electrical systems composed by electronics converters and the time varying harmonic content of current is analyzed. In the second method, the measurement of harmonic impedance by current by injecting forms of wavelet wave is performed. For this, the Modified Morlet Wavelet (MMW) is used and is sequentially injected in the EPS with different frequencies. The SWRDFT is then used to extract the harmonic components of the voltage and current and then, the harmonic impedance of the desired point of measurement can be calculated. The proposed method was tested on various electrical systems with different levels of complexity and the results are compared with the value obtained by the impedance meter Simulink ®. The results achieved by the proposed methods can be considered satisfactory, providing important technical features of the Electric Power System.Neste trabalho, são apresentados e discutidos métodos que realizam levantamento de características do Sistema Elétrico de Potência (SEP) pela imposição de perturbações controladas. As características obtidas são a caracterização de conversores eletrônicos e impedância harmônica, impostas por afundamentos instantâneos de tensão e por wavelets, respectivamente. Em ambos os casos, utiliza-se a SWRDFT (do inglês, Sliding Window Recursive Discrete Fourier Transform). Assim, no primeiro momento são aplicados afundamentos de tensão para análise dos harmônicos variantes no tempo da corrente, em sistemas compostos por conversores eletrônicos. Já no segundo caso, é realizada a medição de impedância harmônica por meio da injeção de formas de onda wavelet. Para isso, utiliza-se a Wavelet Morlet Modificada (WMM), injetada de forma sequencial no SEP em diversas frequências. A SWRDFT é então utilizada para extrair as componentes harmônicas da tensão e corrente, obtendo-se assim a impedância harmônica do ponto de medição desejado. Este método foi testado em vários sistemas elétricos de diferentes níveis de complexidade e os resultados foram comparados com o obtido pelo bloco medidor de impedância do Simulink ®. Os resultados alcançados nos dois casos citados podem ser considerados satisfatórios para os propósitos a que se referem, fornecendo características importantes em um SEP.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Linear and non-linear giant magnetoimpedance in amorphous alloys

Orientador: Marcelo KnobelTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Não informadoAbstract: Not informedDoutoradoFísica da Matéria CondensadaDoutor em Ciência

Analysis of transmission line transposition correct modeling on frequency domain

Orientador: Maria Cristina Dias TavaresDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de ComputaçãoResumo: É usual utilizar a transposição das fases nas linhas de transmissão com o intuito de diminuir o desequilíbrio de tensão e corrente existente. Na freqüência fundamental uma linha de transmissão pode ser considerada idealmente transposta, mas normalmente nos estudos de transitórios eletromagnéticos e nos estudos de qualidade de energia as linhas também são representadas como se fossem idealmente transpostas. Para freqüência fundamental é adequado tratar uma linha como idealmente transposta, mas isto não pode ser generalizado para toda a gama de freqüência dos fenômenos transitórios. No presente trabalho foi analisado o erro de se tratar uma linha como idealmente transposta para toda a faixa de freqüências, especificamente até 10 kHz. Uma análise teórica foi implementada identificando o desequilíbrio entre as fases considerando uma linha idealmente transposta e considerando uma linha com trechos de transposição real. A dependência da freqüência dos parâmetros elétricos da linha de transmissão foi adequadamente representadaAbstract: It is usual to use the phase transposition in transmission line aiming to decrease the existing voltage and current unbalance. In fundamental frequency a transmission line can be considered ideally transposed, but normally in the electromagnetic transients and quality energy studies the lines also are represented as if they were ideally transposed. For fundamental frequency it is correct to treat a line as ideally transposed, but this cannot be generalized for the entire frequency range of transient phenomena. In the present work it was analyzed the error of treating transmission line as ideally transposed for all frequency range, specifically up to 10 kHz. A theoretical analysis was implemented identifying the unbalances between the phases considering the transmission line ideally transposed and considering the transmission line with its actual transposition sections. The frequency dependence of transmission line parameters was properly represented.MestradoEnergia EletricaMestre em Engenharia Elétric