55O Sistema de MediO Sistema de Mediççãoão

Fundamentos de MetrologiaFundamentos de Metrologia

DefiniDefiniççõesões

Neste texto:Neste texto:Instrumento de mediInstrumento de mediççãoão tem sido preferido tem sido preferido para medidores pequenos, portpara medidores pequenos, portááteis e teis e encapsulados em uma encapsulados em uma úúnica unidade.nica unidade.Sistemas de mediSistemas de mediççãoão tem sido usado tem sido usado genericamente para abranger desde genericamente para abranger desde medidores simples e compactos atmedidores simples e compactos atéé os os grandes e complexos.grandes e complexos.

5.15.1MMéétodos btodos báásicos de medisicos de mediççãoão

MMéétodo da comparatodo da comparaççãoão

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

0

medidas materializadas

DefiniDefiniççãoão

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 eleléétrico padrão; um blocotrico padrão; um bloco--padrão; um padrão; um material de referência.material de referência.

MMéétodo da indicatodo da indicaççãoão

Mostram um nMostram um núúmero proporcional ao valor mero proporcional ao valor do mesurando.do mesurando.

MediMediçção diferencialão diferencial

A pequena diferenA pequena diferençça entre o mensurando a entre o mensurando e uma medida materializada e uma medida materializada éé indicada.indicada.

MediMediçção diferencialão diferencial

base

relógio comparador

0

0

d

padrão peçapadrãopeça

dcoluna

MediMediçção diferencialão diferencial

zeragemmedição

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

AnAnáálise comparativalise comparativa

5.25.2MMóódulos bdulos báásicos de um sistema sicos de um sistema

de medide mediççãoão

MMóódulos bdulos báásicos de um SMsicos de um SM

sistema de medição

transdutor e/ou

sensor

transdutor e/ou

sensor

unidade de

tratamento do sinal

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

dispositivo mostrador

ou registrador

indicação ou

registromensurando

• 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

Dispositivos registradoresDispositivos registradores

MMóódulos de um SMdulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo mostrador

MMóódulos de um SMdulos de um SM

F

D

A

transdutordispositivo mostrador

unidade de tratamento de sinais

MMóódulos de um SMdulos de um SM

PW A

F

N

B14,5 N

ID

MMóódulos de um SMdulos de um SM

transdutor

unidade de tratamento do sinal

dispositivo mostrador

força

deslocamento

indutância

tensão

TENSÃO

indicação

mola

N/B

PW

A

ID

sinal de medição

sensor

5.35.3CaracterCaracteríísticas sticas metrolmetrolóógicasgicas dos dos

sistemas de medisistemas de mediççãoão

Quanto Quanto àà faixa de utilizafaixa de utilizaçção...ão...

Faixa de indicaFaixa de indicaççãoãointervalo 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

3 dígitos

Quanto Quanto àà faixa de utilizafaixa de utilizaçção...ão...Faixa nominalFaixa nominal

faixa ativa selecionada pelo usufaixa ativa selecionada pelo usuáário.rio.

Faixa de mediFaixa de mediççãoãofaixa de valores do mensurando para a faixa de valores do mensurando para a qual o sistema de mediqual o sistema de mediçção foi desenhado ão foi desenhado para operar.para operar.

ExemploExemplo

4 dígitos0 a 1000 V0 a 200 V0 a 20 V0 a 2 V

0 a 200 mV

Faixas nominais

Quanto Quanto àà indicaindicaçção ...ão ...

Valor de uma divisão (da escala)Valor de uma divisão (da escala)diferendiferençça entre os valores da escala a entre os valores da escala correspondentes correspondentes àà duas marcas sucessivas.duas marcas sucessivas.

00 11 22 33 44

Quanto Quanto àà indicaindicaçção ...ão ...

Incremento digital

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 digitalg01234

Quanto Quanto àà indicaindicaçção ...ão ...ResoluResoluççãoão

éé a menor diferena menor diferençça entre indicaa entre indicaçções que ões que pode ser significativamente percebidapode ser significativamente percebidaNos instrumentos digitais Nos instrumentos digitais éé igual ao igual ao incremento digitalincremento digitalNos instrumentos analNos instrumentos analóógicos pode ser:gicos pode ser:

VDVDVD/2VD/2VD/5VD/5VD/10VD/10

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta

Curva caracterCurva caracteríística de respostastica de resposta

F (N)

d (mm)

T (°C)

R (Ω)

estímulo

resposta

estímulo

resposta

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/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

SbB = 0,10 mm/N

∆estimulo∆respostaSb =

SbA = 0,01 mm/N

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta

Sensibilidade (variável): indicador do

fração do volume total

deslocamento do ponteiro (mm)

0 1/4 1/2 1/1

1/40

1/21/1

volume de combustível de um Fusca

θ1

θ2

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/respostaHisterese

0 0

x

estímulo

respostay

y x

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/respostaHisterese

0 0

x

estímulo

respostay

y x

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta

0 0

x

y

y x

estímulo

respostaHisterese

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta

0 0

x

y

y x

estímulo

respostaHisterese

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/respostaHisterese

0 0

x

y

estímulo

resposta

y x

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/respostaHisterese

0 0

x

y

erro de histerese

laço de histereseestímulo

resposta

y x

RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta

Tempo de resposta:

tolerância

tempo

resposta

estímulo

tempo de resposta

Quanto ao erro de mediQuanto ao erro de mediçção ...ão ...

TendênciaTendênciaestimativa do erro sistemestimativa do erro sistemááticotico

CorreCorreççãoãoconstante que, somada constante que, somada àà indicaindicaçção, ão, compensa os erros sistemcompensa os erros sistemááticosticos

Quanto ao erro de mediQuanto ao erro de mediçção ...ão ...RepetitividadeRepetitividade

faixa dentro da qual faixa dentro da qual éé esperado o erro esperado o erro aleataleatóório em medirio em mediçções repetidas realizadas ões repetidas realizadas nas mesmas condinas mesmas condiçções.ões.

ReprodutibilidadeReprodutibilidadefaixa dentro da qual faixa dentro da qual éé esperado o erro esperado o erro aleataleatóório em medirio em mediçções repetidas realizadas ões repetidas realizadas em condiem condiçções variadas.ões variadas.

Quanto ao erro de mediQuanto ao erro de mediçção ...ão ...Erro de linearidadeErro de linearidade

estímulo

resposta

d2d1

reta MMQ

EL = máx(d1, d2)

Quanto ao erro de mediQuanto ao erro de mediçção ...ão ...

Erro máximo:

Erro

Indicação

Td

Re

Re

Emáx

- Emáx

Quanto a erros de mediQuanto a erros de mediçção ...ão ...

Precisão e exatidãoPrecisão e exatidãosão termos apenas são termos apenas qualitativosqualitativos. Não . Não podem ser associados a npodem ser associados a núúmeros.meros.PrecisãoPrecisão significa significa pouca dispersãopouca dispersão. Est. Estááassociado ao baixo nassociado ao baixo níível de erros vel de erros aleataleatóórios.rios.ExatidãoExatidão éé sinônimo de sinônimo de ““sem errossem erros””. Um . Um sistema de medisistema de mediçção com grande exatidão ão com grande exatidão apresenta pequenos erros sistemapresenta pequenos erros sistemááticos e ticos e aleataleatóórios.rios.

5.45.4RepresentaRepresentaçção absoluta e relativaão absoluta e relativa

RepresentaRepresentaçção absolutaão absoluta

Parâmetros expressos na unidade do Parâmetros expressos na unidade do mensurando:mensurando:

EEmmááxx = 0,003 V= 0,003 VRe = 1,5 KRe = 1,5 KSb = 0,040 mm/NSb = 0,040 mm/N

ÉÉ de percepde percepçção mais fão mais fáácil.cil.

RepresentaRepresentaçção relativa ou ão relativa ou fiducialfiducial

Parâmetro Parâmetro éé expresso como um expresso como um percentual de um valor de referênciapercentual de um valor de referência

Em relaEm relaçção ao valor final de escala (VFE)ão ao valor final de escala (VFE)EEmmááxx = 1% do VFE= 1% do VFEEL = 0,1% (do VFE)EL = 0,1% (do VFE)

Em relaEm relaçção ão àà faixa de indicafaixa de indicaççãoãoEm relaEm relaçção ao valor nominal (medidas ão ao valor nominal (medidas materializadas)materializadas)

Facilita comparaFacilita comparaçções entre SM distintosões entre SM distintos