Transdução de Grandezas Biomédicas

Transcrição

1 Transdução de Grandezas Biomédicas Mestrado em Eng. Biomédica Docente: > Marcelino M. de Andrade

2 A Aula!

3 O Erro em Medidas Não existe medida realizada sem erro, e o erro poder ser somente minimizado!!!

4 Classificação dos Tipos de Erros Erro Grosseiro Cobre erros humanos na leitura de Instrumentos e de cálculos. Erro Sistemático Cobre as limitações dos instrumentos e as mudanças em condições externas que afetam a medição. Erro Aleatório Cobre os erros imprevisíveis que ocorrem mesmo quando todas os erros sistemáticos são contabilizados.

5 Erro Grosseiro

6 Erro Sistemático Erro Instrumental: Limitações, uso indevido ou efeito de carregamento dos instrumentos. Erro Ambiental: são devido a mudanças nas condições ambientais, como: temperatura, umidade, pressão, eletrostática e campos magnéticos. Erro de Observação: como exemplo, pode ser causado devido a paralaxe.

7 Erro Aleatório Os acontecimentos ou perturbações sobre as quais não temos conhecimento são agrupados e chamados de Erro Aleatório ou Residual.

8 Limiting Error Na maioria dos instrumentos de precisão o erro corresponde a certa percentagem de leitura da escala completa. Qs: valor nominal da quantidade Q: fundo de escala

9 Análise Estatística do Erro Qualquer medida está associada com uma certa quantidade de incerteza e o melhor método de análise é o estatístico. Média aritmética: Desvio: Desvio Padrão:

10 Análise Estatística do Erro Qualquer medida está associada com uma certa quantidade de incerteza e o melhor método de análise é o estatístico. Variância: Mediana: Moda: é o valor que ocorre mais frequentemente em um conjunto de observações

11 Análise Estatística do Erro Relação Empírica entre Média, Mediana e Moda

12 Erro Provável Pela natureza dos erros aleatórios, a incerteza associada a qualquer medida não pode ser predeterminada. Somente o provável erro pode ser especificado por meio de análise de erro estatístico.

13 Classificação dos Tipos de Erros Distribuição Normal de erro: Histograma

14 Classificação dos Tipos de Erros Erro Gaussiano ou Normal: O valor mais provável de uma distribuição de Gauss é obtida pela média aritmética dos vários valores da coletados, e a confiança possui relação com a dispersão da distribuição.

15 Classificação dos Tipos de Erros Chances e Incertezas: a chance (em inglês: odds) de ocorrência de um evento é a probabilidade de ocorrência deste evento dividida pela probabilidade da não ocorrência do mesmo evento

16 Classificação dos Tipos de Erros Incerteza: é uma medida exprime-se por uma faixa de valores que são provavelmente próximos do valor real. Isso pode ser denotado por barras de erros em um gráfico, ou como um valor ± incerteza ou como porção decimal. Por exemplo: os resultados de uma medição de temperatura pode ser expressa como: 36 oc ± 1,0 oc (20 para 1).

17 Classificação dos Tipos de Erros Propagação das Incertezas: A incerteza de w pode ser obtida pela simples projeção da incerteza de x. Para mais de uma variável independentes entre si, podemos escrever uma fórmula geral.

18 Classificação dos Tipos de Erros Propagação das Incertezas:

19 Sensores e Transdutores A Sociedade da América de Instrumentação define um transdutor como um dispositivo que fornece saídas utilizáveis em resposta a um mensurando especificado. Sensor: um elemento que detecta uma variação na energia de entrada para produzir uma variação de energia na saída. Por exemplo: um cristal piezoelétricos cortado corretamente podem ser chamado de sensor, e torna-se um transdutor com eletrodos adequados e mecanismos de entrada e saída anexado a ele. O sensor é o principal elemento de um transdutor.

20 Sensores e Transdutores Associação entre o tipos de Energia e a Medidas

21 Classificação de Transdutores Podem ser classificados com base no: 1. O efeito físico empregado; 2. A quantidade física medida; 3. A fonte de energia;

22 Classificação com Base no Efeito Físico Considerando a classificação dos efeitos físicos, são comumente empregados: (A) Variação da resistência (B) Variação. de indutância (C) Variação da capacitância (D) efeito piezo elétrico (E) efeito magneto (F) o efeito elástico (G) Efeito Hall

23 Efeito Físico Variação de Resistência A resistência de um pedaço de fio metálico é dada por: Resistência em ohms Resistividade do material em ohm-metro Comprimento do fio em metros ' Termo Resistor Fotorresistência Potenciômetro Extensômetro

24 Efeito Físico Variação da Indutância A Indutância de um conjunto de espiras e dada por: Numero de espiras Permeabilidade absoluta e relativa Comprimento, área e fluxo magnético Potenciômetro Indutivo linear variable differential transformer (LVDT) Synchro

25 Efeito Físico Variação da Capacitância A capacitância de placas paralelas é dada por: Área e distância Permitividade absoluta e relativa Sensor Indutivo Universidade da Califórnia, San Diego (UCSD)

26 Classificação com Base na quantidade Física Transdutores de temperatura ~ Transdutores de pressão ~ Os transdutores de fluxo ~ Transdutores de nível líquido ~ Transdutores de força / torque ~ Transdutores de velocidade ~ Transdutores de umidade ~ Transdutores de aceleração/vibração ~ Transdutores de???? ~

27 Classificação com base em fonte de energia Transdutores podem ser classificados com base em fonte de energia em dois tipos. i) Transdutor Passivo ii) Transdutor Ativo

28 Alguns Tipos de Transdutores

29 Alguns Tipos de Transdutores

30 Algumas questões Exercício 1. A Temperatura Média (TM) determinada por 500 transdutores em um determinado procedimento de teste em fábrica é de 75,5 TM e o desvio padrão de 7,5 TM. Admitindo-se que as TMs estão distribuídas normalmente, determine quantos transdutores apresentou TM: (a) entre 60 e 77,4 TM; (b) mais de 92,5 TM.

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32 Algumas questões Exercício 2. Suponha que os componentes do circuito mostrado abaixo tem o seguintes valores: R1 = 330, Ohms, R2 = 1000 Ohms, R3 = 1200 Ohms, R4 = 220Ohms e R5 = 270 Ohms. Se o instrumento de medição da tensão de saída através AB tem uma resistência de 5000, qual é o erro de medição causado pelo efeito de carregamento deste instrumento?

33 Algumas questões 1. Diferencie o transdutor de sensor. 2. Realize a operação 826± ±3. 3. Subtraia 628±3 de 826±5. 4. Lista de três fontes de possíveis erros nos instrumentos. 5. Definir erro Instrumental. 6. Definir limiting de error. 7. Definir erro provável. 8. Definir erro ambiental. 9. Definir unidades. 10. Definir padrões. 12. Mencione os efeitos da medida. 13. Quais são os métodos de medição? 14. Classificar normas.

34 Próxima Aula!!!