O Sistema de Medição - moodle.joinville.ifsc.edu.brmoodle.joinville.ifsc.edu.br/~coral/METROLOGIA_E_INSTRUMENTACA… · 05/08/2014 2 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial

05/08/2014

1

Slides baseados no livro FMCI - Professor Armando Albertazzi

O Sistema de MediçãoO Sistema de MediçãoFundamentos da Metrologia Fundamentos da Metrologia

Científica e IndustrialCientífica e Industrial

Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 2/42)

DefiniçõesDefinições

Neste texto:Neste texto: Instrumento de mediçãoInstrumento de medição tem sido preferido tem sido preferido

para medidores pequenos, portáteis e para medidores pequenos, portáteis e encapsulados em uma única unidade.encapsulados em uma única unidade.

Sistemas de mediçãoSistemas de medição tem sido usado tem sido usado genericamente para abranger desde genericamente para abranger desde medidores simples e compactos até os medidores simples e compactos até os grandes e complexos.grandes e complexos.


Métodos básicos de mediçãoMétodos básicos de medição

05/08/2014

2


Método da comparaçãoMétodo da comparação

O valor do mensurando é determinado O valor do mensurando é determinado comparandocomparando--o com um artefato cujo valor de o com um artefato cujo valor de referência é muito bem conhecido.referência é muito bem conhecido.

0

medidas materializadas


DefiniçãoDefinição

Medida materializada:Medida materializada: Dispositivo destinado a reproduzir ou Dispositivo destinado a reproduzir ou

fornecer, de maneira permanente durante seu fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores conhecidos de uma uso, um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza.dada grandeza.

São exemplos: massasSão exemplos: massas--padrão; resistor padrão; resistor elétrico padrão; um blocoelétrico padrão; um bloco--padrão; um padrão; um material de referência.material de referência.


Método da indicaçãoMétodo da indicação

Mostram um número proporcional ao valor Mostram um número proporcional ao valor do mesurando.do mesurando.

05/08/2014

3


Medição diferencialMedição diferencial

A pequena diferença entre o mensurando A pequena diferença entre o mensurando e uma medida materializada é indicada.e uma medida materializada é indicada.



base

coluna

relógio comparador

0

0

d

padrão peçapadrãopeça

d



zeragemmedição

05/08/2014

4


característica indicação comparação diferencialvelocidade de medição muito rápido muito lento rápidofacilidade de automação muito fácil muito difícil muito fácilestabilidade com tempo instável muito estável muito estávelcusto moderado a

elevadoelevado moderado

muito usada na indústria

Análise comparativaAnálise comparativa


Módulos básicos de um sistema Módulos básicos de um sistema de mediçãode medição


Módulos básicos de um SMMódulos básicos de um SM

transdutor e/ou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicação ou

registromensurando

sistema de medição

• em contato com o mensurando

• transformação de efeitos físicos

• sinal fraco

• amplifica potência do sinal do transdutor

• pode processar o sinal

• torna o sinal perceptível ao usuário

• pode indicar ou registrar o sinal

05/08/2014

5


Dispositivos registradoresDispositivos registradores


Módulos de um SMMódulos de um SM

F

d

transdutor




F

D

A

transdutordispositivo mostrador

unidade de tratamento de sinais

05/08/2014

6



PW A

F

N

B14,5 N

ID


transdutor

unidade de tratamento do sinal



força

deslocamento

indutância

tensão

TENSÃO

indicação

mola

N/B

PW

A

ID

sinal de medição

sensor


Características metrológicas dos Características metrológicas dos sistemas de mediçãosistemas de medição

05/08/2014

7


Quanto à faixa de utilização...Quanto à faixa de utilização...

Faixa de indicaçãoFaixa de indicação intervalo compreendido entre o menor e o intervalo compreendido entre o menor e o

maior valor que pode ser indicado. maior valor que pode ser indicado.

faixa de indicação

4 dígitos


Quanto à faixa de utilização...Quanto à faixa de utilização... Faixa nominalFaixa nominal

faixa ativa selecionada pelo usuário.faixa ativa selecionada pelo usuário.

Faixa de mediçãoFaixa de medição faixa de valores do mensurando para a faixa de valores do mensurando para a

qual o sistema de medição foi desenhado qual o sistema de medição foi desenhado para operar.para operar.


ExemploExemplo

3½dígitos0 a 1000 V

0 a 200 V0 a 20 V0 a 2 V

0 a 200 mV

Faixas nominais

05/08/2014

8


Quanto à indicação ...Quanto à indicação ...

Valor de uma divisão (da escala)Valor de uma divisão (da escala) diferença entre os valores da escala diferença entre os valores da escala

correspondentes à duas marcas sucessivas.correspondentes à duas marcas sucessivas.

00 11 22 33 44


Quanto à indicação ...Quanto à indicação ...

g

1,0

quantidade de açúcar (g)

indicação (g)

2,0 3,0 4,0 5,0 6,0

1,0

2,0

3,0

4,0

0,00,0

incremento digital01234

Incremento digital


Quanto à indicação ...Quanto à indicação ... ResoluçãoResolução

é a menor diferença entre indicações que é a menor diferença entre indicações que pode ser significativamente percebidapode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais é igual ao Nos instrumentos digitais é igual ao incremento digitalincremento digital

Nos instrumentos analógicos pode ser:Nos instrumentos analógicos pode ser: VDVD VD/2VD/2 VD/5VD/5 VD/10VD/10

05/08/2014

9


Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta

F (N)

d (mm)

estímulo

resposta

T (°C)

R ()

estímulo

resposta

Curva característica de respostaCurva característica de resposta



Sensibilidade (constante):Sensibilidade (constante):

0 mm

40 mm400 N

0 mm4 mm

400 N

A B

F (N)

d (mm)

0 400

40

4

B

A

resposta

estímulo

SbA = 0,01 mm/N SbB = 0,10 mm/N

ΔestimuloΔrespostaSb


fração do volume total

deslocamento do ponteiro (mm)

0 1/4 1/2 1/1

1/40

1/21/1


Sensibilidade (variável): indicador do volume de combustível de um Fusca

1

2

05/08/2014

10



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta

05/08/2014

11



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta



0 0

x

y

y x

erro de histerese

laço de histereseestímulo

resposta

05/08/2014

12



Tempo de resposta:

tolerância

tempo

resposta

estímulo

tempo de resposta


Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ...

TendênciaTendência estimativa do erro sistemáticoestimativa do erro sistemático

CorreçãoCorreção constante que, somada à indicação, constante que, somada à indicação,

compensa os erros sistemáticoscompensa os erros sistemáticos


Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ... RepetitividadeRepetitividade

faixa dentro da qual é esperado o erro faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas realizadas aleatório em medições repetidas realizadas nas mesmas condições.nas mesmas condições.

ReprodutibilidadeReprodutibilidade faixa dentro da qual é esperado o erro faixa dentro da qual é esperado o erro

aleatório em medições repetidas realizadas aleatório em medições repetidas realizadas em condições variadas.em condições variadas.

05/08/2014

13


Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ... Erro de linearidadeErro de linearidade

estímulo

resposta

d2d1

reta MMQ

EL = máx(d1, d2)


Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ...

Erro máximo:

Erro

Indicação

Es

Re

Re

Emáx

- Emáx


Quanto a erros de medição ...Quanto a erros de medição ...

Precisão e exatidãoPrecisão e exatidão são termos apenas são termos apenas qualitativosqualitativos. Não . Não

podem ser associados a números.podem ser associados a números. PrecisãoPrecisão significa significa pouca dispersãopouca dispersão. Está . Está

associado ao baixo nível de erros associado ao baixo nível de erros aleatórios.aleatórios.

ExatidãoExatidão é sinônimo de “é sinônimo de “sem errossem erros”. Um ”. Um sistema de medição com grande exatidão sistema de medição com grande exatidão apresenta pequenos erros sistemáticos e apresenta pequenos erros sistemáticos e aleatórios.aleatórios.

05/08/2014

14


Representação absoluta e relativaRepresentação absoluta e relativa


Representação absolutaRepresentação absoluta

Parâmetros expressos na unidade do Parâmetros expressos na unidade do mensurando:mensurando: EEmáxmáx = 0,003 V= 0,003 V Re = 1,5 KRe = 1,5 K Sb = 0,040 mm/NSb = 0,040 mm/N

É de percepção mais fácil.É de percepção mais fácil.


Representação relativa ou Representação relativa ou fiducialfiducial

Parâmetro é expresso como um Parâmetro é expresso como um percentual de um valor de referênciapercentual de um valor de referência Em relação ao valor final de escala (VFE)Em relação ao valor final de escala (VFE)

EEmáxmáx = 1% do VFE= 1% do VFE EL = 0,1% (do VFE)EL = 0,1% (do VFE)

Em relação à faixa de indicaçãoEm relação à faixa de indicação Em relação ao valor nominal (medidas Em relação ao valor nominal (medidas

materializadas)materializadas)

Facilita comparações entre SM distintosFacilita comparações entre SM distintos

Documents

O Sistema de Medição - moodle.joinville.ifsc.edu.brmoodle.joinville.ifsc.edu.br/~coral/METROLOGIA_E_INSTRUMENTACA… · 05/08/2014 2 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial