Grandezas Físicas e Padrões de Medida - RSOFEPI · 2019. 8. 1. · Grandezas Físicas e Padrões...
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Grandezas Físicas e Padrões de Medida
ENGENHARIA ELÉTRICA
Instrumentação Industrial
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Instrumentação Industrial
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O resultado de uma medida M é composto por:
• um número proveniente do processo de comparação com um
padrão, representado por m;
• uma indicação da confiabilidade da medida, representada pelo
erro ou incerteza da medida, indicada por Δm;
• uma unidade, representada por u.
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Assim, a medida será expressa como:
M = (m ± Δm) u
Por exemplo, o valor atualmente aceito para a velocidade da luz
propagando-se no espaço
c = (2,99792458 ± 0,00000004) x 108 m/s.
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Suponha que o instrumento seja uma régua graduada em
centímetros e queremos fazer a medida do comprimento do
segmento CD. A medida será dada do seguinte modo:
• dígito lido diretamente da escala – 2
• dígito interpolado ou estimado – 6
• medida do comprimento CD – 2,6 cm
todos os algarismos resultantes da comparação por contagem
como padrão – “são os lidos diretamente da escala”;
um algarismo decorrente do processo de interpolação – “o
duvidoso”.
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Critérios de arredondamento
Frequentemente ocorre a necessidade de se arredondar os
números. Quando for necessário fazer arredondamento de
algum número, utilizaremos a seguinte regra:
• quando o último algarismo significativo for menor que 5, os
algarismos restantes são eliminados (arredondamento para
baixo);
EX: 8,234 cm = 8,23(4) cm é arredondado para 8,23 cm
2,43356 s = 2,4(3356) s é arredondado para 2,4 s
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Critérios de arredondamento
• quando o último algarismo significativo for maior que 5,
somamos 1 ao algarismo significativo anterior e os excedente
são eliminados (arredondamento para cima);
EX: 8,238 cm = 8,23(8) cm é arredondado para 8,24 cm
3,688 s = 3,68(8) s é arredondado para 3,69 s
• quando o último algarismo significativo for igual a 5, o
arredondamento deve ser tal que o algarismo significativo
anterior deve ser par.
EX: 5,6500 kg = 5,6(500) kg é arredondado para 5,6 kg
5,7500 N = 5,7(500) N é arredondado para 5,8 N
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O comprimento da peça com toda a certeza está entre 27 e 28 cm.
Suponha que três pessoas diferentes apresentem como resultado desta
medida os seguintes valores: 27,3 cm; 27,4 cm e 27,5 cm.
Os algarismos exatos de uma medida bem como o algarismo duvidoso, são
denominados algarismos significativos.
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Medida realizada com uma régua graduada em milímetros
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Precisão do instrumento: é a capacidade que um instrumento
de medida tem em distinguir valores numéricos adjacentes da
grandeza física a ser medida.
Ela pode variar ao longo da faixa dinâmica do instrumento.
Independente do tipo de instrumento, ele terá uma determinada
capacidade de distinguir valores diferentes da grandeza a ser
medida.
Então, em uma medida direta única, a precisão da medida é
igual à precisão do instrumento utilizado.
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A faixa dinâmica de um instrumento de medição é o intervalo
compreendido entre o menor e o maior intervalo de medida que
podem ser feitos com este instrumento, ou seja:
Faixa dinâmica = {menor intervalo lido..maior intervalo lido}
régua comum 0 a 30cm
Faixa dinâmica da régua comum = {1 mm .. 30 cm}
Importante: um instrumento de medida só pode ser utilizado
para medição de valores que estejam dentro de sua faixa
dinâmica.
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Ponto Zero de uma escala é o valor numérico inicial diretamente
lido na escala do instrumento.
A acurácia é a quantificação de quão próximo da realidade o
valor indicado na escala do instrumento está. Ela depende do
processo de construção e calibração do instrumento.
Podemos quantificar a acurácia de forma percentual, da
seguinte maneira simples:
Acurácia percentual =
= 100×[1-(precisão/medida)] =
= 100×[1 – (1 cm/27,4 cm)] = 96,4%
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Acurácia da Medida: é a quantificação de quão próxima da
realidade o valor da medida está. Depende do instrumento, da
pessoa que efetua a medida e das condições ambientais.
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Precisão, Faixa Dinâmica, Ponto Zero e Acurácia.
Unidade: Volt
Precisão: 0,05V
Faixa de Precisão:
0,05V à 4,00V
Ponto Zero: 0,00V
Medida: 2,22V
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Precisão, Faixa Dinâmica, Ponto Zero e Acurácia.
Erro = Precisão /2
Erro = 0,05 / 2 =
0,02V
Acurácia Ac = 100[1 – (Precisão / Medida)]
Ac =100[1 – (0,05 / 2,22)]
Ac = 97,7%
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Precisão, Faixa Dinâmica, Ponto Zero e Acurácia.
G = G ± ΔG
Leitura é
V = 2,22V ± 0,02V
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O multímetro reúne num único aparelho três ou mais
instrumentos de medida, que são tipicamente:
Amperímetro;
Voltímetro;
Ohmímetro;
Capacitância;
Freqüência;
Teste de componentes e contiuidade.
Multímetro – Características gerais
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Analógico – multímetros que utilizam galvanômetro como
sensor (conhecidos como multímetros com mostrador de
ponteiro);
Digital – multímetros que possuem um mostrador de cristal
líquido (o mais utilizado atualmente).
Multímetro – Características gerais
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Analógico
Multímetro – Características gerais Digital
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Multímetro – Características gerais
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Multímetro – Características gerais
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Multímetro – Características gerais
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Multímetro – Características gerais
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Multímetro – Características gerais
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Multímetro – Instalação no circuito Amperímetro
Voltímetro Voltímetro
Amperímetro
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Todo instrumento de medida altera o circuito.
O amperímetro efetua a medida da corrente elétrica
atravessando o medidor;
O voltímetro efetua a leitura da tensão elétrica com o medidor
em paralelo com a carga.
Multímetro – Interferência no circuito
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Multímetro - convencional de valor médio
Sinal senoidal puro
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Multímetro - convencional de valor médio
Sinal distorcido
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Multímetro - valor eficaz verdadeiro(True rms)
Valor verdadeiro
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Multímetro - Comparação
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Multímetro - Comparação
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Multímetro - Comparação
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Multímetro - Categorias
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Multímetro
Tensão Contínua Tensão alternada
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Multímetro
Resistência Diodo
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Multímetro
Amperímetro
Alicate
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