Instrumentação IndustrialProf. Carlos Alberto Vasconcelos Bezerra.

1. Nos fluxogramas de processos industriais indicados nas figuras a seguir, identifique a localização e a função de cada de instrumento.

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 6

Figura 7

Figura 8

2. Nos fluxogramas indicados nas figuras anteriores, identifique as variáveis manipuladas e as variáveis controladas em cada caso.

3. Identifique os sinais de transmissões em cada fluxograma dado anteriormente.

4. Determine o erro cometido na leitura do registrador, para o sistema de medição da figura 9. Sabe-se que o registrador compensa automaticamente a temperatura da junta de referência, em 25oC.

Figura 9

5. O registrador da figura 10, registra uma temperatura de 810oC. Sabe-se que este compensa automaticamente a temperatura da junta de referência. Determine a temperatura do cabeçote do termopar, nesta situação.

Figura 10

-+

TC tipo K

Cabos kxCabeçote65oC

Forno650oC

Registrador20oC

-+

+

-

-+

TC tipo K

Cabos de cobreCabeçoteTCB

Forno860oC

Registrador25oC

-+

6. Nos sistemas de medições da figura 11, determine a tensão medida em cada voltímetro.

Figura 11

7. No sistema de medição da figura 12, determine a temperatura do processo.

Figura 12

8. Os termopares abaixo, foram fabricados segundo as normas americana. As cores de identificação dos fios nos terminais destes termopares são:

Termopar 1 Termopar 2 Termopar 3Vermelha - Amarela Vermelha - azul Vermelha - Branca

Identifique os tipos e as polaridades destes termopares.

VOLTÍMETRO

TC`S TIPO K

580OC 470OC 260OC

25OC

T1 T2 T3

TR

++ - - + -

+ - VOLTÍMETRO

TC`S TIPO K

630OC 420OC

20OC

T1 T2

TR

-+ - +

-+

TT

Processo

24V

15,8mA

Range50 – 500oC4 – 20mA

TC KTM

9. Para os sistemas de medições da figura 13, determine a leitura do voltímetro em cada caso.

Figura 13

10. Para os sistemas de medições da figura 14, determine a temperatura do processo, em cada caso.

Figura 14

Forno

TC tipo KTM

Voltímetro

TR = 23oC

Ev = 31,857mV

Forno

TC tipo KTM

Voltímetro

TR = 30oC

10 oC

-

+

- +

+

-

Ev= 26,345 mV

Forno

TC tipo KTM

525oC

Voltímetro

TR

25oC

Forno

TC tipo KTM 428oC

Voltímetro

TR 20oC

10 oC

-

+

- +

+

-

11. Para os sistemas de medições da figura 15, determine a leitura do voltímetro em cada caso.

Figura 15

12. Cite os tipos de termopares básicos e as ligas que os constituem, bem como as suas polaridades.

13. Determine a temperatura do processo, no sistema de medição da figura 16 a seguir.

Figura 16

14. Uma malha de instrumentação está medindo 560oC e é composta pelos seguintes instrumentos:

a) Termopar, com precisão de +/- 0,5% do valor medido;b) Cabos de extensão, com precisão de +/- 1oC;c) Registrador, com escala de 0 a 700 oC e precisão de +/- 0,25% do fundo de

escala;Qual a precisão total admitida para a malha de medição?

Forno

TC tipo K

TM

535oC

Voltímetro

TR

25oCCabos de cobre

TCB

60oC

Forno

TC tipo K

TM

570oC

Voltímetro

TR

24oCCabos de Extensão

TCB

50oC

1575,8 k

+

-3

26

4

7

- 12V

+12V

10k

741RA

RB

V

O

VOLTÍMETROeV =4,815VTM TR = 30oC

Processo

TC K

15. A figura 17, mostra a conexão a quatro fios utilizando o método de injeção de corrente. Explique como é realizada a medição de temperatura neste sistema de medição.

Figura 17

16. No sistema de medição da figura 18, a ponte de wheatstone foi balanceada a 20 oC, em uma temperatura ambiente de 20 oC. A tensão de saída da ponte é 50mV. Pede-se:

a. A temperatura do processo;b. Se a temperatura ambiente variar para 60 oC e a tensão de saída da ponte

modificar para 52,62mV, qual a provável causa desta variação de tensão? Explique.

c. Para a situação ocorrida no ítem b, determine a seção do cabo que está sendo utilizado para interligar a ponte a RTD, se a distância entre estes é de 500 m.

Dados: pt = 0,00392 [1/oC]; cu = 0,00393 [1/oC]; cu = 1/56 [.mm2/m];

Figura 18

RL1

PT-100

RL3

RL4

ICTE

RL2

Vo24V

100k

150

100k

R4R3

R1R2

E-+

Pt - 100

Processo

Cabos de cobre

17. Esquematize a conexão a três fios em um sistema de medição de temperatura com RTD. Mostre como a tensão de saída da ponte linearizada varia em função da variação da temperatura na RTD. Mostre a influencia da temperatura ambiente na leitura da temperatura do processo.

18. No circuito da figura 19, se R1 = R2 e R3 = R4 e R1 for um transdutor resistivo que varia da forma R1 + dR1, mostre que:

Onde é a taxa de variação da tensão de saída da ponte em relação à

variação da resistência elétrica do sensor resistivo.

Figura 19

19. No circuito da figura 19, se R2 = R3 = R4 = R e R1 for um transdutor resistivo que varia da forma R + R, mostre que:

onde, R é o valor do sensor resistivo quando inativo ( ponte balanceada ) e R a sua variação quando ativado.

Vo

R4

R3

R1

R2

E-+

Para refletir