4 O Sistema de Medição

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1 4 O Sistema de Medição Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial

2 Definições Neste texto: Instrumento de medição tem sido preferido para medidores pequenos, portáteis e encapsulados em uma única unidade. Sistemas de medição tem sido usado genericamente para abranger desde medidores simples e compactos até os grandes e complexos. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 2/42)

3 4.1 Métodos básicos de medição

4 Método da comparação O valor do mensurando é determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referência é muito bem conhecido. 0 medidas materializadas Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 4/42)

5 Definição Medida materializada: Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza. São exemplos: massas-padrão; resistor elétrico padrão; um bloco-padrão; um material de referência. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 5/42)

6 Método da indicação Mostram um número proporcional ao valor do mesurando. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 6/42)

7 Medição diferencial A pequena diferença entre o mensurando e uma medida materializada é indicada. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 7/42)

8 Medição diferencial relógio comparador 0 0 d coluna padrão peça d padrão peça base Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 8/42)

9 Medição diferencial medição zeragem Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 9/42)

10 Análise comparativa característica indicação comparação diferencial velocidade de medição muito rápido muito lento rápido facilidade de automação muito fácil muito difícil muito fácil estabilidade com tempo instável muito estável muito estável custo moderado a elevado elevado moderado muito usada na indústria Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 10/42)

11 4.2 Módulos básicos de um sistema de medição

12 Módulos básicos de um SM sistema de medição 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 amplifica potência do sinal do transdutor pode processar torna o sinal perceptível ao usuário pode indicar ou sinal fraco o sinal registrar o sinal Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 12/42)

13 Dispositivos registradores Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 13/42)

14 Módulos de um SM transdutor d dispositivo mostrador F Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 14/42)

15 Módulos de um SM transdutor D dispositivo mostrador A F unidade de tratamento de sinais Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 15/42)

16 Módulos de um SM N B PW A ID 14,5 N F Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 16/42)

17 Módulos de um SM sinal de medição força deslocamento indutância tensão TENSÃO indicação mola N/B PW A ID sensor transdutor unidade de tratamento do sinal dispositivo mostrador Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 17/42)

18 4.3 Características metrológicas dos sistemas de medição

19 Quanto à faixa de utilização... Faixa de indicação intervalo compreendido entre o menor e o maior valor que pode ser indicado. faixa de indicação 4 dígitos Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 19/42)

20 Quanto à faixa de utilização... Faixa nominal faixa ativa selecionada pelo usuário. Faixa de medição faixa de valores do mensurando para a qual o sistema de medição foi desenhado para operar. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 20/42)

21 Exemplo Faixas nominais 0 a 1000 V 0 a 200 V 0 a 20 V 0 a 2 V 0 a 200 mv 4 dígitos Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 21/42)

22 Quanto à indicação... Valor de uma divisão (da escala) diferença entre os valores da escala correspondentes à duas marcas sucessivas Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 22/42)

23 Quanto à indicação... Incremento digital 4,0 indicação (g) 3, g 2,0 1,0 incremento digital 0,0 0,0 1,0 quantidade de açúcar (g) 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 23/42)

24 Resolução Quanto à indicação... é a menor diferença entre indicações que pode ser significativamente percebida Nos instrumentos digitais é igual ao incremento digital Nos instrumentos analógicos pode ser: VD VD/2 VD/5 VD/10 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 24/42)

25 Relação estímulo/resposta Curva característica de resposta resposta d (mm) resposta R ( ) F (N) estímulo T ( C) estímulo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 25/42)

26 Relação estímulo/resposta Sensibilidade (constante): A B Sb Δresposta Δestimulo 0 mm 4 mm 400 N 0 mm 40 d (mm) B resposta estímulo Sb A = 0,01 mm/n 40 mm 400 N Sb B = 0,10 mm/n 4 A F (N) Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 26/42)

27 Relação estímulo/resposta Sensibilidade (variável): indicador do volume de combustível de um Fusca deslocamento do ponteiro (mm) 2 0 1/4 1/2 1/1 1 fração do volume total 0 1/4 1/2 1/1 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 27/42)

28 Relação estímulo/resposta y resposta y x 0 0 x estímulo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 28/42)

29 Relação estímulo/resposta y resposta y 0 0 x x estímulo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 29/42)

30 Relação estímulo/resposta y resposta y 0 0 x x estímulo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 30/42)

31 Relação estímulo/resposta y resposta y 0 0 x x estímulo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 31/42)

32 Relação estímulo/resposta y resposta y x 0 0 x estímulo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 32/42)

33 Relação estímulo/resposta y resposta y x 0 0 x estímulo laço de histerese erro de histerese Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 33/42)

34 Relação estímulo/resposta Tempo de resposta: resposta estímulo tolerância tempo tempo de resposta Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 34/42)

35 Quanto ao erro de medição... Tendência estimativa do erro sistemático Correção constante que, somada à indicação, compensa os erros sistemáticos Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 35/42)

36 Quanto ao erro de medição... Repetitividade faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas realizadas nas mesmas condições. Reprodutibilidade faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas realizadas em condições variadas. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 36/42)

37 Quanto ao erro de medição... Erro de linearidade resposta reta MMQ d 1 d 2 EL = máx(d 1, d 2 ) estímulo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 37/42)

38 Quanto ao erro de medição... Erro máximo: E máx Erro Es Re Re Indicação - E máx Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 38/42)

39 Quanto a erros de medição... Precisão e exatidão são termos apenas qualitativos. Não podem ser associados a números. Precisão significa pouca dispersão. Está associado ao baixo nível de erros aleatórios. Exatidão é sinônimo de sem erros. Um sistema de medição com grande exatidão apresenta pequenos erros sistemáticos e aleatórios. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 39/42)

40 4.4 Representação absoluta e relativa

41 Representação absoluta Parâmetros expressos na unidade do mensurando: E máx = 0,003 V Re = 1,5 K Sb = 0,040 mm/n É de percepção mais fácil. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 41/42)

42 Representação relativa ou fiducial Parâmetro é expresso como um percentual de um valor de referência Em relação ao valor final de escala (VFE) E máx = 1% do VFE EL = 0,1% (do VFE) Em relação à faixa de indicação Em relação ao valor nominal (medidas materializadas) Facilita comparações entre SM distintos Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 42/42)