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dc.contributor.authorCarvalho, Stéphane Santos-
dc.date.accessioned2025-04-04T18:40:45Z-
dc.date.available2025-04-04T18:40:45Z-
dc.date.issued2025-02-18-
dc.identifier.citationCARVALHO, Stéphane Santos. Oscilador H para medição de capacitâncias. 2025. 70 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) — Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttps://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/21557-
dc.description.abstractCapacitive sensors operate based on capacitance variation in response to a stimulus, offering a wide range of applications. Among the various measurement techniques, oscillator circuits stand out for providing a stable, direct, and reliable response. However, in applications where isolating the sensor electrodes is not feasible, the presence of a resistive component associated with capacitance—often overlooked—can compromise oscillator-based measurement systems by destabilizing the circuit and interrupting its operation, especially at high frequencies. Although the literature addresses this issue, most solutions focus solely on low-frequency applications and propose large, complex circuits, hindering the development of efficient systems and limiting the use of high-frequency sensors. In light of this, this work presents a new sinusoidal oscillator topology, based on the Colpitts oscillator, for measuring non-ideal capacitive loads in the frequency range from hundreds of kilohertz to hundreds of megahertz, referred to here as the H Oscillator. This topology is designed to maintain oscillation criteria even in the presence of variations in the sensitive elements. The scientific framework adopted for the oscillator’s development, as well as its theoretical formulation, are detailed in this work. Simulations were performed using LTSpice and QucsStudio simulation environments, employing capacitive sensor models. The results demonstrate the circuit’s robustness against parameter variations, enabling the measurement of different capacitive loads without oscillation interruption. Furthermore, the theoretical formulation was validated, with errors of only 0.78% between the expected and measured frequency variation curves and 1.47% for amplitude variation. Thus, this dissertation presents a novel approach to capacitive load sensor measurement, with potential for various applications.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.subjectEngenharia elétricapor
dc.subjectCapacitorespor
dc.subjectEngenharia - instrumentospor
dc.subjectOsciladorespor
dc.subjectCircuitos elétricospor
dc.subjectSensores capacitivospor
dc.subjectOscilador de Colpittspor
dc.subjectOscilador Hpor
dc.subjectCapacitive sensorseng
dc.subjectColpitts oscillatoreng
dc.subjectH-Oscillatoreng
dc.titleOscilador H para medição de capacitânciaspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.contributor.advisor1Carvalho, Elyson Ádan Nunes-
dc.description.resumoSensores capacitivos operam com base na variação da capacitância em resposta a um estímulo, apresentando ampla versatilidade de aplicações. Dentre as diversas formas de medição, circuitos osciladores se destacam por oferecerem uma resposta estável, direta e confiável. No entanto, em aplicações onde não é possível isolar os eletrodos do sensor, a presença de uma componente resistiva associada à capacitância, frequentemente negligenciada, pode comprometer sistemas de medição baseados em osciladores ao desestabilizar o circuito e interromper sua operação, especialmente em alta frequência. Embora a literatura aborde essa problemática, a maioria das soluções se concentra apenas em aplicações de baixa frequência e propõe circuitos grandes e complexos, dificultando o desenvolvimento de sistemas eficientes e limitando o uso de sensores que operam em altas frequências. Diante disso, este trabalho apresenta uma nova topologia de oscilador senoidal, baseada no oscilador de Colpitts, para a medição de cargas capacitivas não ideais na faixa de frequência de centenas de quilohertz a centenas de megahertz, aqui denominada Oscilador H. Esta topologia foi projetada para manter os critérios de oscilação mesmo diante de variações dos elementos sensíveis. A construção científica adotada para o desenvolvimento do oscilador proposto, assim como seu equacionamento teórico, são detalhados neste trabalho. Simulações foram realizadas nos ambientes de simulação LTSpice e QucsStudio, utilizando modelos de sensores capacitivos. Os resultados demonstram a robustez do circuito frente à variação dos parâmetros, permitindo a medição de diferentes cargas capacitivas sem interrupção da oscilação. Além disso, a coerência do equacionamento desenvolvido foi validada, com erros de apenas 0,78% entre as curvas esperada e medida para a variação de frequência e 1,47% para a variação de amplitude. Assim, esta dissertação apresenta uma nova abordagem para a medição de sensores de carga capacitiva, com potencial para diversas aplicações.pt_BR
dc.publisher.programPós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.publisher.initialsUniversidade Federal de Sergipe (UFS)pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Rube, Maxence-
dc.description.localSão Cristóvãopt_BR
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