01/09/15. Medidas Elétricas Aula 4 Sistemas de Medição. Métodos de Medição. Método de Comparação. Método de Comparação. Método de Indicação

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1 1/9/15 Introdução ao Sistema de Medição Ê Métodos básicos de medição; Medidas Elétricas ula 4 Sistemas de Medição Prof. Fabricia Neres Métodos de Medição Ê Comparação (zeragem); Método de Comparação Ê Determina o valor do mensurando comparando com um artefato cujo o valor de referência é muito bem conhecido; Ê Indicação ( ou defleão); Ê Diferencial (combinação dos dois métodos ) Ê Procura- se compor uma medida materializada com valor conhecido equivalente ao mensurando, de forma que ambos, atuando sobre o mesmo um dispositivo comparador, indiquem diferença zero. Ê Medida materializada: é um dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza. E: peso- padrão Método de Comparação Método de Indicação Ê Os sistemas de medição que utilizam o método de indicação são construídos de forma a tornar perceptível para o usuário um efeito proporcional ao valor do mensurando; Ê Normalmente produzem a defleão de um ponteiro, ou o medidas materializadas incremento do valor de um mostrador digital. 1

2 1/9/15 Método de Indicação Método Diferencial Ê O método diferencial pode ser entendido como uma certa combinação dos métodos da indicação e da comparação; Ê O mensurando é comparado a uma medida materializada, cujo valor é próimo ao do mensurando, e a diferença entre ambos é medida por um instrumento que opera pelo método de indicação; Ê medição diferencial combina elementos das medições por comparação e por indicação Padrão Método Diferencial relógio comparador Medição diferencial zeragem medição d coluna d peça padrão padrão peça base nálise comparativa Módulos Básicos de um Sistema de Medição sistema de medição característica indicação comparação diferencial velocidade de medição muito rápido muito lento rápido facilidade de automação muito fácil muito difícil muito fácil instável muito estável muito estável moderado a elevado elevado moderado estabilidade com tempo custo muito usada na indústria transdutor e/ou sensor unidade de tratamento do sinal dispositivo mostrador ou registrador indicação ou registro mensurando em contato com o mensurando transformação de efeitos físicos sinal fraco amplifica potência do sinal do transdutor torna o sinal perceptível ao usuário pode processar o sinal pode indicar ou registrar o sinal 2

3 1/9/15 Módulos Básicos de um Sistema de Medição Dispositivo Registradores Ê Transdutor: é o módulo do sistema de medição que gera um sinal de medição geralmente proporcional ao valor do mensurando; Ê Unidade de tratamento de Sinal: processa o sinal de medição do transdutor e normalmente amplifica sua potência; Ê Dispositivo Mostrador: é o módulo do sistema de medição que torna o sinal de medição perceptível para o usuário; Ê Dispositivo Registrador: é o módulo do sistema de medição que representa graficamente as variações do sinal de medição. Sistema de Medição de Força Sistema de Medição de Força transdutor transdutor D dispositivo mostrador d dispositivo mostrador F unidade de tratamento de sinais F Sistema de Medição de Força Sistema de Medição de Força força mola sensor N/B transdutor deslocamento ID N PW 14,5 N sinal de medição indutância PW tensão B unidade de tratamento do sinal ID dispositivo mostrador TENSÃO F indicação 3

4 1/9/15 Características Metrológicas dos Sistemas de Medição Faia de Indicação Ê Características metrológicas: são parâmetros que descrevem o comportamento e o desempenho de sistemas de medição; Ê Faia de Indicação (FI): é o intervalo compreendido entre o menor e o maior valor que pode ser indicado pelo dispositivo mostrador do sistema de medição. FI= - 2C a 6 C faia de indicação Ê Faia de Indicação (FI): indicadores digitais, a faia de medição é melhor epressa pelo número de dígitos que podem ser mostrados. Termômetro Digital. FI= ±99.99 C (4 dígitos) 4 dígitos Características Metrológicas dos Sistemas de Medição Faia Nominal Ê Faia Nominal (FN): no mostrador do instrumento estão presentes várias escalas; Ê Faia de Medição (FM): conjunto de valores do mensurando para o qual o sistema foi desenhado para operar. Características Ligadas à Indicação Ê Pode ser realizada de forma analógica ou digital; Características Ligadas à Indicação Ê Valor de uma divisão (de escala) VD: nos instrumentos com mostradores analógicos, correspondente à diferença entre os valores da escala entre duas marcas sucessivas; Ê Os indicadores analógicos envolvem ponteiros ou marcas que se movem sobre uma escala, permitindo a leitura da indicação; 3½ dígitos a 1 V a 2 V a 2 V a 2 V a 2 mv Ê Os indicadores digitais possuem dígitos numéricos

5 1/9/15 Estímulo com a Resposta Características Ligadas à Indicação Ê Incremento Digital (ID): corresponde à menor variação da indicação direta possível de ser apresentada por um dispositivo mostrador digital. 4, indicação (g) d (mm) 2, g de um sistema de medição é denominado curva característica de 3, Ê Curva Característica de Resposta (CR): a relação entre e R (Ω) incremento digital 1, quantidade de açúcar (g),, 1, 2, 3, 4, 5, T ( C) F (N) 6, Estímulo com a Resposta Sensibilidade (Sb) Sensibilidade em um Sistema Sistema Linear Ê Sensibilidade (constante): Ê É o coeficiente entre a variação da (sinal de saída) e a correspondente variação do (sinal de entrada). Sb = B Ê Para sistemas lineares a sensibilidade é constante e corresponde à tangente do ângulo de inclinação da reta que representa a curva característica da ; Ê Para sistemas não- lineares a sensibilidade é calculada pela derivada d (mm) 4 mm 4 mm mm B Δ 4 N da curva de inclinação. Δ 4 mm 4 N Sb =,1 mm/n Sensibilidade (variável): indicador do volume de combustível de um Fusca deslocamento do ponteiro (mm) 1/2 4 F (N) 4 SbB =,1 mm/n Estímulo com a Resposta Curva de Erros (CE) Sensibilidade em um sistema não- linear 1/4 Δ Δestimulo Ê É um gráfico que representa os erros apresentados pelo sistema de medição; θ2 Ê É composta por uma linha central, que representa os erros sistemáticos e uma faia que delimita os erros aleatórios. θ1 1/1 Ê Os contornos que são afastados simetricamente a faia equivalem a repetitividade do instrumento. fração do volume total 1/4 1/2 1/1 5

6 1/9/15 Estímulo com a Resposta Curva de Erros (CE) Estímulo com a Resposta Histerese (H) Erro Re Es Indicação Re 6

7 1/9/15 Ê É o intervalo de tempo entre o instante em que este é submetido a um com uma variação brusca e o instante em que a atinge e permanece dentro de limites especificados em torno do seu valor final estável Estímulo com a Resposta Tempo de Resposta (TR) laço de histerese tolerância tempo erro de histerese Características Ligadas aos Erros de Medição Ê Tendência (TD): é uma estimativa do erro sistemático apresentado por um sistema de medição. É calculada a partir da média das medições repetitivas efetuadas, da qual é subtraído o valor verdadeiro convencional do padrão medido. O erro sistemático é compensado; tempo de Características Ligadas aos Erros de Medição Ê Reprodutibilidade (Rp): eprime a intensidade com que agem os erros aleatórios em repetidas medições do mesmo mensurando, efetuadas sob condições variadas de medição; Ê Erro de linearidade (EL): eprime o quanto a curva característica da real se afasta da linha reta ideal. Ê Correção (C): é o valor que, somado ao resultado não corrigido de uma medição compensa o erro sistemático; Ê Repetitividade (Re): eprime a intensidade com que agem os erros aleatórios em repetidas medições do mesmo mensurando, efetuadas sob as mesmas condições de medição. reta MMQ d1 d2 EL = má(d1, d2) Características Ligadas aos Erros de Medição Erro Máimo (Emá) Características Ligadas aos Erros de Medição Ê O valor absoluto do maior valor de erro de medição que pode ser cometido pelo sistema em toda a sua faia de medição e nas condições operacionais em que é avaliado. Emá Erro Ê Estabilidade: epressa a aptidão de um sistema de medição em manter constantes suas características metrológicas, geralmente ao longo do tempo; Ê Deriva: é a taa de variação de uma característica que ocorre de maneira lenta e uniforme com o tempo ou outra grandeza de influência. Re Es Re Indicação - Emá 7

8 1/9/15 Características Ligadas aos Erros de Medição Ê Estabilidade: epressa a aptidão de um sistema de medição em manter constantes suas características metrológicas, geralmente ao longo do tempo; Ê Deriva: é preferível para descrever a taa de variação de uma característica que ocorre de maneira lenta e uniforme com o tempo ou outra grandeza de influência. Características Ligadas aos Erros de Medição Ê Precisão: termo associado à pouca dispersão, ou seja, erros aleatórios; Ê Eatidão: está associado ao grau de concordância entre o resultado de uma medição e o valor verdadeiro do mensurando. Não Preciso e eato Preciso e não eato Preciso e eato Não Preciso Não eato e Referências Bibliográficas Ê Livro: Fundamentos de Metrologia Científica e Industrial Ê Livro: Instrumentação e Fundamentos de Medidas 8