01. Acetatos Sistemas de Medida

1Instrumentao e Controlo Sistemas de Medida

Instrumentao e Controlo

Sistemas de Medida


INSTRUMENTAO

Cincia e arte de projectar, construir e aplicar aparelhos

e sistemas fsicos para estender, refinar, substituir ou

ultrapassar as capacidades sensoriais, perceptivas ou

comunicativas do homem.

Cincia e arte de projectar, construir e aplicar aparelhos

e sistemas fsicos para estender, refinar, substituir ou

ultrapassar as capacidades sensoriais, perceptivas ou

comunicativas do homem.



Descrio funcional de sistemas de medida

Elementos funcionais de um sistema de medida

Modos de operao

Relaes entre sinais de entrada e de sada


Um sistema de medida projectado e constitudo para

manter relaes funcionais com determinadas variveis

fsicas e inclui formas de comunicao com o exterior

Um sistema de medida projectado e constitudo para

manter relaes funcionais com determinadas variveis

fsicas e inclui formas de comunicao com o exterior

DESCRIO FUNCIONAL DE SISTEMAS DE MEDIDA



ElementoSensor

PrimrioConversode Varivel

Manipulaode Varivel

Transmissode dados

Apresentaode dados

Registode dados

Sistema de medio de concentricidade de peas

DESCRIO FUNCIONAL DE SISTEMAS DE MEDIDA


ELEMENTOS FUNCIONAIS DE UM SISTEMA DE MEDIDA

Elemento Sensor Primrio SENSOR

o primeiro a receber energia do meio a medir, produzindo umsinal de sada (ex.: tenso, deslocamento, etc.) dependente dagrandeza medida.

SENSOR

Elemento de um instrumento de medio ou de um sistema

de medio directamente afectado pela mesuranda

Exemplos: Termopar dum termmetro fotoelctricoFlutuador dum aparelho de medio de nvel



SENSORES Tipos de grandezas medidas

Mecnicas Termodinmicas Qumicas Elctricas pticas

posio temperatura oxignio tensointensidade

luminosa

velocidade entalpia pH corrente brancura

acelerao presso condutividade potncia cor

fora teor de slica

massa

peso

presso

caudal



Sinais analgicos Sinais digitais Sinais analgicos + digitais

Sinal pneumtico(ex.: 3 a 15 psi)

Sequncia de impulsos(ex.: 0 a 1000 Hz)

HART*

Corrente elctrica(ex.: 4 a 20 mA DC)

Sinal binrio ON-OFF(ex.: 0V ou 24 V)

Tenso elctrica(ex.: 1 a 5 V)

Sinal digital(ex.: RS-232C, Profibus)

* Constitudo por uma codificao digital sobre um sinal elctrico DC 4 a 20 mA.


SENSORES Exemplos de sinais de sada



SENSORES Sinais de sada normalizados

Pneumticos(analgicos)

3 a 15 psi0,2 a 1 kg/cm2 20 a 100 kPa

USAEuropa

Elctricos(analgicos)

4 a 20 mA0 a 20 mA

1 a 5 V-10 a +10 V

10 a 50 mA

0 a 5 V-5 a +5 V

USA, EuropaEuropaEuropaEuropa

Elctricos(ON-OFF)

0, 24 VDC0 a 24 VAC

0 a 5 VDCContacto aberto/fechado

DigitaisRS-232C

HARTRS-485

Foundation FieldbusIEE388

Profibus



Elemento Conversor TRANSDUTOR

Converte uma forma de energia proveniente do sensor noutraforma de energia (ex.: energia elctrica em deslocamentomecnico ou grandeza fsica no elctrica como temperatura,presso, velocidade em grandeza elctrica).

TRANSDUTOR

Dispositivo que faz corresponder, segundo uma dada

lei, uma grandeza de sada a uma grandeza de entrada

Exemplos: Termopar; transformador de correnteExtensmetro; elctrodo de pH




Elemento Manipulador ACONDICIONADOR DE SINAL

Transforma (ex.: amplificador elctrico) a sada do transdutornuma grandeza adequada ao funcionamento do visor / mostrador.

Elemento Transmissor de Dados

Transmite os dados (ex.: cabos, telemetria) entre os diversoselementos quando estes se encontram separados.



Armazenamento de Dados

O processo mais utilizado consiste em digitalizar o sinal elctricoanalgico para ser armazenado em computador.

Elemento de Apresentao de Dados Visor

O processo mais utilizado consiste em registar a grandeza medida,de modo a ser facilmente entendida.




Manmetro de presso




Manmetro de Bourdon



Sensor Primrio Transdutor

Converso e Acondicionamento .

Processamento de dados

Exposio de dados

Transdutor Inverso

Armazenamento

Entrada



Analgico

A varivel toma um nmero de valores infinito dentro do seu intervalo de variao

1020

30 x

t

MODOS DE OPERAO



Digital

A varivel toma um nmero de valores finito dentro do seu intervalo de variao

x

t

1 4 . 5 3

MODOS DE OPERAO


RELAES ENTRE SINAIS DE ENTRADA E DE SADA

Entrada Desejada (iD)Quantidade especfica que oSM deve medir (mesuranda).

Entrada de Interferncia (iI)Entrada a que o SM sensvel,mas no uma grandeza a medir.

Entrada Modificadora (iM)Entrada que provoca alteraono SM (relao entrada-sadade iD e iI, alterando GD e GI).

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Entrada desejada (iD) presso

Entrada modificadora (iM) gravidade

Entrada de interferncia (iI) acelerao


Grandeza que o SM deve medir

Entrada que provoca alterao no SM

Entrada a que o SM sensvel



Entrada desejada (iD)

tenso de sada (e0)

Entrada modificadora (iM)

Temperatura ambiente

Entrada de interferncia (iI)

campo magntico devido a motores elctricos ou linha de tenso

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Questes fundamentais em Sistemas de Medida

1) O que se pretende medir?

2) Qual a preciso que se pretende do Sistema de Medida?

3) Qual o destino a dar s leituras efectuadas?

4) A tcnica de medio compatvel com o meio em anlise?

5) economicamente vivel?

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