Sandro Bertagnolli

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Transcript of Sandro Bertagnolli

  • ESTUDOS EXPERIMENTAIS VISANDO O DESENVOLVIMENTO DE INSTRUMENTAO PARA MEDIDAS

    GEOMAGNTICAS MAGNETMETRO DE NCLEO SATURADO

    RELATRIO FINAL DE ATIVIDADES DE INICIAO CIENTFICA

    PIBIC/INPE CNPq/MCT

    PROCESSO N102067/2006-6

    Sandro Fettermann Bertagnolli (UFSM, Bolsista PIBIC/INPE-CNPq/MCT)

    E-mail: sandrob@lacesm.ufsm.br

    Dr. Nalin B. Trivedi (OMV/ON - MCT, Orientador) E-mail: ntrivedi@on.br

    Dr. Nelson Jorge Schuch (CRS/CIE/INPE-MCT, Co-Orientador) E-mail: njschuch@lacesm.ufsm.br

    Santa Maria, Julho de 2007.

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 2 Relatrio Final de Atividades

    DADOS DE IDENTIFICAO:

    Bolsistas: Sandro Fettermann Bertagnolli Acadmico de Engenharia Eltrica Centro de Tecnologia Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPE MCT Universidade Federal de Santa Maria UFSM

    Processo:

    PIBIC/INPE CNPq/MCT 102067/2006-6

    Orientador: Dr. Nalin B.Trivedi Observatrio Magntico de Vassouras OMV/ON MCT

    Co-Orientador: Dr. Nelson Jorge Schuch Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPE MCT

    Colaboradores: Cssio Espindola Antunes

    Acadmico do Curso de Engenharia Eltrica Universidade Federal de Santa Maria UFSM

    Fagner Chagas Rother Acadmico do Curso de Fsica Universidade Federal de Santa Maria

    UFSM

    Josemar Siqueira Acadmico do Curso de Fsica Universidade Federal de Santa Maria

    UFSM

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 3 Relatrio Final de Atividades

    Local de Trabalho/Execuo do projeto: Laboratrio de Fsica Solar, do Meio Interplanetrio e Magnetosferas

    CRS/CIE/INPE MCT.

    Observatrio Espacial do Sul OES/CRS/CIE/INPE MCT Trabalho desenvolvido no mbito da Parceria INPE/MCT-UFSM, atravs

    do Laboratrio de Cincias Espaciais de Santa Maria LACESM/CT UFSM.

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 4 Relatrio Final de Atividades

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 5 Relatrio Final de Atividades

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 6 Relatrio Final de Atividades

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 7 Relatrio Final de Atividades

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 8 Relatrio Final de Atividades

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 9 Relatrio Final de Atividades

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 10 Relatrio Final de Atividades

    AGRADECIMENTOS Gostaria de agradecer ao meu mentor Sr.Nelson Jorge Schuch pelo apoio dado

    no decorrer dessa jornada para minha formao tanto cientfica e pessoal. Ao Dr. Jos Carlos Becceneri, Coordenador do Programa Institucional de Bolsas de Iniciao Cientfica do INPE/MCT e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico pelo incentivo profissional e apoio financeiro para realizao dos trabalhos tcnicos e cientficos do Projeto de Pesquisa.

    Ao meu Orientador Dr. Nalin Babulal Trivedi e aos meus colegas de Laboratrio que me ajudaram a me adaptar a essa nova rotina de conhecimentos e me deram suporte para eventuais dvidas sobre o assunto referido. Ao CRS/CIE/INPE-MCT pela infra-estrutura dos laboratrios que nos do total liberdade para realizar nossas pesquisas tericas e prticas.

    Gostaria de efetuar um agradecimento especial ao Engenheiro Eduardo Andrighetto, pelo apoio e as informaes do Projeto por ele desenvolvido na Fase I e que foram de extrema importncia para a realizao deste relatrio.

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 11 Relatrio Final de Atividades

    NDICE CAPTULO 1................................................................................................................................. 18

    INTRODUO................................................................................................................ 18

    CAPTULO 2................................................................................................................................. 19

    ATIVIDADES DO BOLSISTA SANDRO F. BERTAGNOLLI .............................................. 19

    CAPTULO 3................................................................................................................................. 20

    ESTUDO FSICO............................................................................................................... 20

    3.1 FUNDAMENTOS GEOFSICOS ........................................................................ 20

    3.1.1 Campo Magntico Terrestre...............................................................................20

    3.1.2 Elementos do Campo Geomagntico.............................................................20

    3.1.3 Magnetosfera ........................................................................................................22

    3.1.4 Anomalia Magntica do Atlntico Sul (AMAS)...............................................23

    3.1.5 Campo Principal ...................................................................................................25

    3.1.6 Variaes Diurnas .................................................................................................26

    CAPTULO 4................................................................................................................................. 27

    ESTUDO INSTRUMENTAL........................................................................................................ 27

    4.1 - INSTRUMENTAO PARA MEDIDAS GEOMAGNTICAS .......................... 27

    4.1.1 Classificao dos Magnetmetros ....................................................................27

    4.1.2 Magnetmetros Fluxgate ....................................................................................28

    4.1.2.1 Princpio de Funcionamento.......................................................................28

    4.1.2.2 Ferromagnetismo ..........................................................................................30

    4.1.2.3 Geometria dos Sensores ..............................................................................31

    4.1.2.3.1 O Ncleo linear......................................................................................32

    4.1.2.3.2 O Ncleo em Anel ................................................................................33

    4.1.2.4 Equacionamento do Sensor .......................................................................34

    4.1.3 Mtodos de Deteco ........................................................................................36

    4.1.3.1 Magnetmetro de Segundo Harmnico Realimentado.......................36

    4.1.3.2 O Sensor e a Bobina de Realimentao..................................................37

    4.1.3.3 Magnetmetro Fluxgate Curto Circuitado ..............................................38

    4.1.3.4 Magnetmetro de Segundo Harmnico Sintonizado............................38

    4.1.3.5 Magnetmetro de Harmnicos Pares.......................................................40

    4.1.3.6 Rudo................................................................................................................40

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 12 Relatrio Final de Atividades

    CAPTULO 5................................................................................................................................. 42

    IMPLEMENTAO DO MAGNETMETRO FLUXGATE............................................................... 42

    5.1 Caracterizao do Sensor Magntico.................................................... 42

    5.2 Excitao da Bobina Primria .................................................................. 43

    5.3 Processamento do Sinal ............................................................................ 46

    5.3.1 Primeiro Estgio: Circuito de Converso Corrente/Tenso........................48

    5.3.2 Segundo Estgio: Multiplexador Analgico.....................................................50

    5.3.3 Terceiro Estgio: Integrador ................................................................................52

    5.3.4 Prximos estgios. .................................................................................................54

    5.4 Montagem do Sistema ................................................................................. 55

    CAPTULO 6................................................................................................................................. 57

    PERSPECTIVAS FUTURAS................................................................................................ 57

    CAPTULO 7................................................................................................................................. 58

    CONCLUSO................................................................................................................. 58

    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................................ 59

  • Centro Regional Sul de Pesquisas Espaciais CRS/CIE/INPEMCT 13 Relatrio Final de Atividades

    NDICE DE FIGURAS FIGURA 3.1 ELEMENTOS DO VETOR MAGNTICO..........................................