Departamento de Engenharia Mecânica Secção de Automação, Instrumentação e Controlo Exame da UC Electrónica e Instrumentação 2010-02-05

Duração: 2h Cotação: 20 Valores Sem Consulta

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Para todas as questões apresente as justificações e/ou os cálculos que efectuar.

Escreva com caneta e letra bem legível (escrita ilegível não será corrigida)

1. (3,0 valores) a) Foi possibilitada a realização de um procedimento de calibração de temperatura através de um

trabalho on-line. Resuma os passos principais que estão evidenciados para a realização de uma

calibração de temperatura de um sensor ou transdutor, numa gama definida.

b) Em termos gerais, se quiser medir temperatura e se optar pela utilização de um RTD, de que modo(s)

pode realizar essa medição?

2. (1,5 valores)

“Um LVDT é, intrinsecamente, um modulador de sinal em amplitude”. Comente a afirmação, justificando.

3. (3,0 valores)

A medição de pressões é extremamente importante para a monotorização e controlo de diferentes tipos

de processos. Como saberá, existem vários tipos de transdutores de pressão, adequados à medição de

pressões constantes ou dinâmicas.

a) Se necessitar de medir a pressão do óleo nas câmaras principais dos actuadores de uma quinadora

hidráulica durante uma operação de quinagem de chapa, que tipo de transdutor de pressão escolheria?

Justifique a sua resposta.

b) Explique sucintamente o princípio de funcionamento do transdutor de pressão que escolheu na alínea

anterior.

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4. (4,5 valores) Considere que para medir temperatura num determinado processo industrial foi utilizada a montagem

representada na figura 1. O termopar é do tipo K (S ≈ 40 μV/ºC). O transmissor de corrente possui

compensação de junção fria e fornece um sinal de saída em corrente de 4 a 20 mA, para uma gama de

medição de temperaturas de 0 a 1000 ºC.

Termopar

Junçãoquente

Transmissor de corrente

Fonte de tensão

180 Ω

2.61V

Voltímetro 2 31/2 dígitos

24.28 mV

Voltímetro 1 41/2 dígitos

Figura 1

a) Determine a temperatura da junção quente do termopar.

b) Determine a temperatura da junção fria do termopar.

c) Determine a sensibilidade do sistema de medição.

5. (4,0 valores) Considere a ponte de medição e a tabela de medições com ela efectuadas representadas na figura 2. A

partir dos dados da tabela foi possível traçar a característica que se apresenta na figura 3.

Figura 2

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Figura 3

a) Qual a sensibilidade da ponte de medição?

b) Qual o valor esperado para ΔV quando a resistência Rx tem o valor de 8,4 kΩ?

6. (4,0 valores) Considere um transdutor de deslocamento do tipo potenciométrico cujo valor de saída é dado pela tabela 1

e cuja característica está representada na figura 4.

Tabela 1 Posição (mm) Saída (V)

0.00 0.01

2.00 1.05

4.00 1.99

6.00 3.00

8.00 3.98

10.0 4.99

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Figura 4

a) Determine a não linearidade do transdutor.

b) Qual a resolução na medição de deslocamento que se consegue com este transdutor e um multímetro

de 31/2 dígitos e escalas de 200mV, 2V, 20V e 200V. Considere a mesma escala para toda a gama.

MTR, FGA, MFC, JGM, AML