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INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL – CAMPUS RIO GRANDE 1

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INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL – CAMPUS RIO GRANDE

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AULA 1

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METROLOGIA

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OBJETIVO

• Conhecer os principais termos utilizados na metrologia, nomenclatura técnica e sistema de unidades.

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CONCEITO

• Metrologia é a ciência da medição.

• Conjunto de conhecimentos científicos etecnológicos abrangendo todos os aspectosteóricos e práticos relativos às medições emquaisquer campos da ciência ou tecnologia.quaisquer campos da ciência ou tecnologia.

• É o setor responsável pelos instrumentos de medição e suas calibrações. Tem como função medir, inspecionar e medir produtos e processos, garantindo a confiabilidade dos mesmos.

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PILARES DA METROLOGIA

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MÉTODO, INSTRUMENTO E OPERADOR

• Devem ser considerados três elementos fundamentais na tomada de qualquer medida:

– o método;

– o instrumento; – o instrumento;

– o operador.

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MÉTODO DE MEDIÇÃO

• Sequência lógica de operações usadas na execução das medições.

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MÉTODO DE MEDIÇÃO

• Existem dois métodos de medição:- Medição Direta• É aquela cujo resultado é obtido diretamente dos

dados experimentais. O valor da grandeza procurado é obtido comparando diretamente procurado é obtido comparando diretamente com padrões ou através de instrumentos de medida graduados segundo as unidades respectivas.

• Ex: Medida do comprimento com uma régua, pressão através de um manômetro, paquímetro, termômetro de vidro, etc.

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MÉTODO DE MEDIÇÃO

• - Principais métodos de medição direta:

a) Método Deslocamento

• Método pelo qual uma grandeza é indicada numa escala convencionalmente graduada .escala convencionalmente graduada .

• Exemplo: medição de temperatura por termômetro

de vidro, conforme figura ao lado.

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MÉTODO DE MEDIÇÃO

b) Método de compensação ou de zero

• Método de medição no qual se reduz a zero a diferença entre o valor da grandeza a medir e um valor conhecido de mesma grandeza.

• Exemplo: Balança analítica, conforme figura• Exemplo: Balança analítica, conforme figura

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MÉTODO DE MEDIÇÃO

- Medição Indireta

• Medição indireta é aquela cujo resultado é obtido através de medições diretas de outras grandezas, ligadas por uma dependência conhecida com a grandeza procurada. São utilizadas quando é grandeza procurada. São utilizadas quando é difícil medir diretamente a grandeza procurada, ou quando a medição indireta produz resultados mais precisos.

• Ex: Medida de vazão através da queda de pressão em uma placa de orifício.

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INSTRUMENTO DE MEDIÇÃO

• A exatidão relativa das medidas depende, evidentemente, da qualidade dos instrumentosde medição empregados.

• Ex: a tomada de um comprimento com um metro defeituoso dará resultado duvidoso, sujeito a defeituoso dará resultado duvidoso, sujeito a contestações.

• Portanto, para a tomada de uma medida, é indispensável que o instrumento esteja calibradoe que a sua aproximação esteja de acordo com a exigência do setor de medição.

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OPERADOR

• O operador é o elemento mais importante. É ele a parte inteligente na apreciação das medidas. De sua habilidade depende, em grande parte, a exatidão conseguida.

• Um bom operador, servindo-se de instrumentos relativamente ruins, consegue melhores resultados do relativamente ruins, consegue melhores resultados do que um operador inábil com excelentes instrumentos.

• O operador deve conhecer perfeitamente os instrumentos que utiliza, ter iniciativa para adaptar-se às circunstancias, utilizar o método mais aconselhável e possuir conhecimentos suficientes para interpretar os resultados encontrados.

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LABORATÓRIO DE METROLOGIA

• Nos casos de medição de instrumentos muito precisos e sensíveis, torna-se necessário uma adequação do local de medição a condições específicas de ambiente e alimentação dos equipamentos. Esse local deve satisfazer as seguintes exigências:

1 - temperatura constante;1 - temperatura constante;2- umidade do ar correta;3 - ausência de vibrações e oscilações;4 - espaço suficiente;5 - boa iluminação e limpeza.6 - estabilização da tensão elétrica de suprimento.

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MEDIÇÃO

• O objetivo de se fazer uma medição traz, em si, uma ideia de comparação ou de obtenção de um estado físico, como a temperatura.

• Medição é a comparação entre uma grandeza • Medição é a comparação entre uma grandeza sujeita a medição e um certo valor adotado como unidade de referência.

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MEDIÇÃO

• Portanto, para se medir um objeto, deve-se primeiramente conhecer qual é a grandeza a ser medida e a sua unidade de referência.

• Desta mesma forma, se você for comparar o objeto medido com um objeto padrão, é fácil de analisar os medido com um objeto padrão, é fácil de analisar os resultados, pois ambos possuem a mesma unidade de medida.

• Ex: uma superfície só pode ser medida com unidade de superfície; um volume, com unidade volume; uma velocidade, com unidade de velocidade; uma pressão, com unidade de pressão, etc.

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MEDIÇÃO

Por que Medir ?• Do ponto de vista técnico, a medição é empregada

para monitorar, controlar ou investigar um processo ou fenômeno físico.

• Nas aplicações que envolvem monitoração, os • Nas aplicações que envolvem monitoração, os sistemas de medição (SM) apenas indicam para o usuário o valor momentâneo ou acumulado do mensurando (da grandeza medida).

• Ex: Termômetros, quando usados para observar aspectos climáticos, são exemplos clássicos de aplicação de monitoramento.

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MEDIÇÃO

•• ExemplosExemplos dede MediçõesMedições

– Materiais, peças, componentes intermediários

• Ex.: viscosidade do óleo do motor

– Parâmetros do processo produtivo– Parâmetros do processo produtivo

• Ex.: temperatura do óleo de uma máquina

– Características do produto final

• Ex.: consumo de combustível de um automóvel

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PROCESSO DA MEDIÇÃO

O Processo da Medição:• Medir é o procedimento experimental pelo qual o valor

momentâneo de uma grandeza física (mensurando) é determinado como um valor de uma unidade, estabelecida por um padrão, e reconhecida internacionalmente (metro, por exemplo).

• A operação de medição é realizada por um instrumento de medição • A operação de medição é realizada por um instrumento de medição ou, de uma forma mais genérica, por um sistema de medição (SM), podendo este último ser composto por vários módulos.

• Para que a medição tenha sentido, é necessário determinar a chamada indicação.

• A indicação corresponde ao valor momentâneo do mensurando no instante da medição, e é composta de um número acompanhado da mesma unidade do mensurando. Ex: velocímetro.

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• Valor fornecido por um instrumento de medição.

INDICAÇÃO

• O valor indicado é 5,35 mm.

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INDICAÇÃO

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DIVISÃO DE ESCALA

• Em um sistema de leitura digital, a divisão deescala corresponde ao menor incrementofornecido pelo seu último dígito.

• É a divisão feita da escala do aparelho.• É a divisão feita da escala do aparelho.

• É a resolução do instrumento.

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• Conjunto de valores limitados pelas indicações extremas doinstrumento.

• São os valores máximos e mínimos da indicação externa doequipamento.

• Também é chamado de faixa de medida ou “range”.

FAIXA DE INDICAÇÃO

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FAIXA DE INDICAÇÃO

• Faixa de indicação: -30 a + 50 °C

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FAIXA DE INDICAÇÃO

• Faixa de indicação: 0 a 7 bar

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ALCANCE

• É a diferença entre o valor superior e o inferior da faixa de indicação (ou de medida) do instrumento.

• Também é chamado de “span”.• Também é chamado de “span”.

• Ex: Em um instrumento com range de 100 a 500 m3, seu span é de 400 m3.

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BIBLIOGRAFIA

• ALVES, J.L.L., “Instrumentação, Controle e Automação de Processos”, Ed. LTC.• ANTONELLI, P.L. “CLP Básico”, 1998.• BALBINOT, A. e BRUSAMARELLO, V.J. “Instrumentação e Fundamentos de Medidas - Vol. 1 e

2, Ed. LTC.• BEGA, E.A., “Instrumentação Aplicada ao Controle de Caldeiras”, 3a. Edição, Ed.

Interciência.• BEGA, E.A., “Instrumentação Industrial”, 2ª Edição, Ed. Interciência.• COHN, P. Analisadores Industriais, Editora Interciências.• COHN, P. Analisadores Industriais, Editora Interciências.• FIALHO, A.B., “Instrumentação Industrial – Conceitos, Aplicações e Análises”, 6ª

Edição, Ed. Érica.• NATALE, F. “Automação Industrial”, Ed. Érica, São Paulo, 2000.• ROSÁRIO, J.M. “Princípios da Mecatrônica”, Ed. Érica.• SILVEIRA, P. e SANTOS, W. E., “Automação e Controle Discreto”, 9ª Edição, Ed. Érica.• TELLES, P. C. S., “Tubulações Industriais”. LTC Editora, 9ª ed., 1999.• THOMAZINI, D. e ALBUQUERQUE, P., “Sensores Industriais - Fundamentos e Aplicações”, 4ª

Edição, Ed. Érica.• U.S. Department of Energy, “Instrumentation and Control Fundamentals Handbook”,

DOE-HDBK-1013/1-92, Washington, 1992.

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