Design of a gauge pressure sensor for Physics teaching in real time

Authors

  • Fábio Saraiva da Rocha Universidade Federal de Pelotas
  • Paulo Henrique Guadagnini Universidade Federal do Pampa (Unipampa)

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2014v31n1p124

Abstract

We present the design of a gauge pressure sensor aimed at teaching experimental Physics. This device enables reading the pressure of a gaseous system in comparison to local atmospheric pressure. The sensor consists of a piezoresistive pressure transducer and Arduino development board for digitizing analog readings from the transducer, data processing and digital communication via the USB interface. The pressure sensor provides real time numerical data (Real Time Physics – RTP) for measuring pressure through tables and graphs using the PLX-DAQ data acquisition tool and the Excel spreadsheet. We show the physical and operational characteristics of the MPX4250GP transducer, the general aspects of the Arduino board and we detail the computer programming involved in the entire project. We discuss the performance and limitations of this sensor when compared to a commercial sensor GPS-BTA Vernier brand. The reader can use this device in a practice with illustrative latex balloons arranged in a physical system that can be easily reproduced in an experimental Physics laboratory or even in an ordinary classroom situation. The pressure sensor performance was similar to the commercial sensor GPS-BTA, and it shows promise for the use in Physics teaching practices that seek innovation in the teaching laboratory, the possibility of using the RTP resource with class demonstrations, or the involvement of students in interdisciplinary projects.

Author Biographies

Fábio Saraiva da Rocha, Universidade Federal de Pelotas

Professor Adjunto IV do Centro de Integração do Mercosul (CIM) da Universidade Federal de Pelotas. Doutor em Ciências pelo Instituto de Física da UFRGS. Graduação em Física e Mestrado pela mesma Instituição na área de Física Experimental. Desenvolvendo pesquisa em Magnetismo, Supercondutividade e Ensino de Física, atuando na montagem, automatização computacional e tratamento de dados experimentais de medidas elétricas e magnéticas. Tem formação em Educação a Distância (EaD). Tem publicações em periódicos nacionais e internacionais nas áreas de Ensino de Física e Física do Estado Sólido. Participação ativa em projetos de pesquisa nas áreas de Ensino de Física, Supercondutividade e Magnetismo. Possui experiência administrativa acadêmica como coordenador de colegiado de cursos de graduação e coordenador de curso de pós-graduação lato sensu.

Paulo Henrique Guadagnini, Universidade Federal do Pampa (Unipampa)

Químico, Mestre e Doutor em Química com especialidade em Físico-Química pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Atualmente é Professor Adjunto da Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA). Tem experiência em pesquisa na área de Química, com ênfase em Química Computacional e Modelagem molecular, e em pesquisa e desenvolvimento de Instrumentação Científica e Tecnológica, com ênfase em Sistemas eletrônicos e computacionais para aquisição e processamento de dados. Atuou na organização e execução de cursos de extensão universitária voltados para educação científica e tecnológica, e na aplicação de recursos tecnológicos e metodologia para educação a distância. Atua em pesquisa e desenvolvimento de tecnologias educacionais, com ênfase em Instrumentação eletrônica e computacional voltada ao ensino de ciências.

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Published

2013-11-25

How to Cite

Rocha, F. S. da, & Guadagnini, P. H. (2013). Design of a gauge pressure sensor for Physics teaching in real time. Caderno Brasileiro De Ensino De Física, 31(1), 124–148. https://doi.org/10.5007/2175-7941.2014v31n1p124

Issue

Vol. 31 No. 1 (2014)

Section

Atividades experimentais no ensino de Física

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Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, SC, Brasil - - - eISSN 2175-7941 - - - está licenciada sob Licença Creative Commons > > > > >

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