SOLUÇÃO DA Lista de Exercícios E3-B

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1 SOLUÇÃO DA Lista de Exercícios E3-B Exercícios de Instrumentação Básica - Introdução 1. Associe a primeira coluna com a segunda. Termo Definição a) erro (F) É a razão entre a variação do valor indicado ou transmitido por um instrumento e a variação da variável que o acionou, após ter alcançado o estado de repouso. b) faixa de medida (H) É a máxima variação que a variável possa ter, sem provocar variações na indicação ou sinal de saída de um instrumento ou em valores absolutos do range do mesmo. c) alcance (A) É a diferença entre o valor lido ou transmitido pelo instrumento em relação ao valor real da variável medida. d) histeresis (B) Conjunto de valores da variável medida que estão compreendidos dentro do limite superior e inferior da capacidade de medida ou de transmissão do instrumento. e) exatidão (G) É a máxima diferença entre diversas medidas de um mesmo valor da variável, adotando sempre o mesmo sentido de variação. f) sensibilidade (C) É a diferença algébrica entre o valor superior e inferior da faixa de medida do instrumento. g) repetibilidade (D) É a diferença máxima apresentada por um instrumento, para um mesmo valor, em qualquer ponto da faixa de trabalho, quando a variável percorre toda a escala no sentido ascendente e descendente. h) zona morta (E) Podemos definir como sendo o maior valor de erro estático que um instrumento possa ter ao longo de sua faixa de trabalho. 2. Calcule a faixa de medição que um instrumento pode indicar, quando a temperatura real medida pelo mesmo é 30 o C, sabendo-se que a escala de medição é de -20 a +80 o C e sua exatidão é de ± 0,75% do alcance. Calcule também, a faixa de medição que outro instrumento pode indicar, quando a temperatura real medida pelo mesmo é 30 o C, sabendo-se que a escala de medição é de -20 a +80 o C e sua exatidão é de ± 0,75% do valor medido. a) 29,25 a 30,75 ºC Exatidão é de ± 0,75% do alcance = ±0,75/100 * [80 (-20)]= ±0,75 ºC ,75 = 30, ,75 = 29,95 b) 29,775 a 30,225 ºC Exatidão é de ± 0,75% do valor medido = ±0,75/100 * 30 = ±0.225 ºC ,225 = 30, ,225 = 29, Assinale V para as sentenças verdadeiras e F para as sentenças falsas:

2 a) (F) Indicador é um instrumento composto por uma escala e um ponteiro. b) (F) Registrador é um instrumento que compara a variável controlada com um valor desejado e fornece um sinal de saída a fim de manter a variável controlada em um valor específico ou entre valores determinados. c) (F) Transmissor de nível é um instrumento que mede temperatura, através de um elemento primário, e transmite para outro instrumento a distância, através de um sinal padronizado proporcional à temperatura medida. d) (F) Controlador é um instrumento que modifica diretamente o valor da variável manipulada de uma malha de controle. e) (V) Conversor corrente-pressão é um instrumento que recebe um sinal em corrente e converte para um sinal pneumático de saída, proporcional ao sinal de entrada. f) (V) Os anunciadores de alarme são dispositivos de segurança destinados a identificar anormalidades em um processo e alertar o operador através de sons ou luzes intermitentes. g) (V) Chaves são instrumentos que detectam a presença do meio controlado em um ponto pré-ajustado e mudam o estado de um interruptor, possibilitando a energização ou des-energização de um circuito elétrico, eletrônico ou digital. 4. Calcule os valores pedidos mostrando como foram obtidos: a) 70% de 1 a 5 V = (5-1)*0,7 + 1= 3,8 V b) 80% de 1 a 5 V = (5-1)*0,8 + 1= 4,2 V c) 10% de 0,25 a 1,25 V = (1,25-0,25)*0,1 + 0,25= 0,35 V d) 30% de 0,25 a 1,25 V = (1,25-0,25)*0,3 + 0,25= 0,55 V e) 45% de 4 a 20 ma = (20-4)*0,45 + 4= 11,2 ma f) 55% de 4 a 20 ma = (20-4)*0,55 + 4= 12,8 ma 5. Calcule o valor pedido: a) 1,2 V é qual percentual da faixa de 1 a 5 V = (1,2-1)/(5-1)= 5% b) 4,8 ma é qual percentual da faixa de 4 a 20 ma = (4,8-4)/(20-4)= 5% c) 6,2 ma é qual percentual da faixa de 4 a 20 ma = (6,2-4)/(20-4)= 13,75% d) 9 ma é qual percentual da faixa de 4 a 20 ma = (9-4)/(20-4)= 31,25% e) 1,5 V é qual percentual da faixa de 1 a 5 V = (1,5-1)/(5-1)= 12,5% 6. Quanto ao sinal de transmissão, quais as vantagens e desvantagens: a) do sinal pneumático sobre o eletrônico analógico? A grande vantagem em se utilizar os instrumentos pneumáticos está no fato de se poder operá-los com segurança em áreas onde existe risco de explosão (centrais de gás, por exemplo). A sua instalação é simples e limpa. Desvantagens a) Necessita de tubulação de ar comprimido (ou outro gás) para seu suprimento e funcionamento. b) Necessita de equipamentos auxiliares tais como compressor, filtro, desumidificador, etc..., para fornecer aos instrumentos ar seco, e sem partículas sólidas. c) Devido ao atraso que ocorre na transmissão do sinal, este não pode ser enviado à longa distância, sem uso de reforçadores. Normalmente a transmissão é limitada a aproximadamente 100 m. d) Vazamentos ao longo da linha de transmissão ou mesmo nos instrumentos são difíceis de serem detectados. e) Não permite conexão direta aos computadores.

3 b) do sinal eletrônico digital sobre o eletrônico analógico? a) Não necessita ligação ponto a ponto por instrumento. b) Pode utilizar um par trançado ou fibra óptica para transmissão dos dados. c) Imune a ruídos externos. d) Permite configuração, diagnósticos de falha e ajuste em qualquer ponto da malha. e) Menor custo final. Desvantagens: a) Existência de vários protocolos no mercado, o que dificulta a comunicação entre equipamentos de marcas diferentes. b) Caso ocorra rompimento no cabo de comunicação pode-se perder a informação e/ou controle de várias malha. c) do sinal por ondas de rádio sobre o eletrônico analógico? a) Não necessita de cabos de sinal. b) Pode-se enviar sinais de medição e controle de máquinas em movimento. Desvantagens: a) Alto custo inicial. b) Necessidade de técnicos altamente especializados. 7. Qual o motivo para que a maior parte dos sinais de transmissão comecem com um valor maior que zero (exp: 1~5 Volts, 4~20 ma, 0.2 ~ 1.0 kgf/cm2, 3 ~ 15 PSI)? R.: Os sinais de transmissão analógica normalmente começam em um valor acima do zero para termos uma segurança em caso de rompimento do meio de comunicação. 8. Por que existe um limite da quantidade ou resistência máxima, de equipamentos que podem ser conectados em série (as transmissões de sinais por corrente)? R.: Porque a ligação em série de diversos equipamentos aumenta a resistência total do circuito, podendo provocar a queda da alimentação elétrica. 9. Cite a função de cada componente das malhas abaixo: a) TRANSMISSOR DE VAZÃO b) INDICADOR DE PRESSÃO

4 c) ALARME DE ALTA PRESSÃO d) VÁLVULA CONTROLADORA DE PRESSÃO OU VÁLVULA REGULADORA DE PRESSÃO e) INDICADOR DE TEMPERATURA f) VISOR DE NÍVEL 10. Faça um diagrama de interligação dos instrumentos/dispositivos de uma malha de controle para medição e controle de vazão contendo: placa de orifício, transmissor diferencial de pressão, extrator de raiz quadrada, controlador, registrador, integrador e válvula de controle. Utilize a norma ABNT e instrumentos/sinais eletrônicos.

5 Na malha de controle de vazão da figura acima, a vazão é sentida pela placa de orifício (FE), o sinal é transmitido (FT), extraída a raiz quadrada (FYA) e finalmente chega ao controlador (FIC). Este sinal de medição é comparado com o ponto de ajuste (não mostrado na figura). O controlador gera um sinal (função matemática da diferença entre medição e ponto) que vai para a válvula de controle (FCV), passando antes por um transdutor corrente para pneumático (FY-B), que compatibiliza a operação do controlador eletrônico com a válvula com atuador pneumático. A atuação do controlador tem por objetivo tornar a medição igual (ou próxima) ao ponto de ajuste.