Elementos Funcionais de Instrumentos de Medição

Prévia do material em texto

elementos funcionais de um 
instrumento de medida 
 
 2.1. - Descrição 
 
 Com a finalidade de estudo, um instrumento de medida pode ser 
esquematicamente dividido em diversas partes com finalidades físicas diferentes. A figura 2.1. 
mostra um possível arranjo funcional que inclui todas as funções básicas necessárias para a 
descrição de um instrumento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 2.1. – Arranjo funcional de um instrumento de medida 
Quantidade 
medida Meio a ser medido 
Elemento 
sensível 
primário 
Elemento de 
conversão de 
variável 
Elemento de 
manipulação 
de variável 
Elemento de 
transmissão de 
dados 
Observador
Elemento de 
apresentação de 
dados 
 
 O elemento sensível primário é o que primeiro recebe a energia do meio a ser 
medido. É importante notar que o instrumento sempre retira alguma energia do meio a ser 
medido. Essa energia sempre altera o meio a ser medido, alterando o ato de medir, e fazendo 
com que, teoricamente, uma perfeita medição seja impossível. Bons instrumentos são projetados 
para minimizar esse efeito, porém o Engenheiro deve sempre ter em mente essa interferência. 
 A saída do elemento sensível primário é alguma variável física, que pode ser um 
deslocamento ou uma tensão. Conforme o projeto do sistema de medida, pode ser necessário 
converter essa variável em outra mais conveniente que preserve a informação original. O 
elemento que faz essa conversão (quando necessário) é chamado de elemento de conversão de 
variável. 
Instrumentação e Controle 
 
7 
 O projeto do instrumento de medida pode necessitar que o sinal da variável física 
seja manipulado. Por exemplo, um sinal elétrico pode ser amplificado (usando um amplificador 
eletrônico) ou atenuado (através de uma resistência). Esse elemento que trabalha com o sinal é 
chamado de elemento de manipulação de variável. É importante considerar que os elementos 
de conversão de variável e de manipulação de variável não devem necessariamente existir em 
todos os instrumentos de medida. 
 Quando os elementos que compõem o sistema de medida trabalham fisicamente 
separados, é necessária a transmissão de dados de um para o outro. O elemento que faz essa 
ligação é chamado de elemento de transmissão de dados. Este elemento pode ser desde um 
simples eixo que transmite movimento de rotação, ou um fio condutor de eletricidade, até um 
complicado sistema transmissor de micro-ondas via satélite. 
 Se a informação sobre a medida precisa ser comunicada a uma pessoa, deve ser 
mantida uma comunicação entre o instrumento de medida e o homem, utilizando um dos orgãos 
do sentido humanos. O elemento que faz essa comunicação é chamado de elemento de 
apresentação de dados. Essa função pode ser um simples ponteiro se movendo sobre uma escala, 
ou uma pena traçando um gráfico, ou uma luz de alerta, ou um sinal sonoro. Na maioria dos 
casos, os instrumentos utilizam a visão do homem como meio de comunicação. 
 Como exemplo, a Figura 2.2. mostra um rudimentar medidor de pressão com seus 
elementos funcionais : o elemento sensível primário é o pistão, que também serve de elemento 
de conversão de variável, pois converte a pressão do fluido em força. A força é transmitida da 
haste do pistão para a mola que converte, proporcionalmente, força em deslocamento. Esse 
deslocamento na haste do pistão é transformado (manipulado) através da articulação do ponteiro 
em movimento de rotação. O ponteiro e a escala indicam a pressão que serve de elemento de 
apresentação de dados. Faça o esquema dos elementos funcionais do medidor de pressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.2 - Medidor de pressão. 
Instrumentação e Controle 
 
8 
 
 A Figura 2.3. mostra um termômetro que trabalha com a pressão interna de um 
fluido. Exercite os elementos funcionais que formam o sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.3. - Termômetro de pressão 
 
 
 Encontre os elementos funcionais para o contador de voltas digital da figura 2.4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2.4. - Contador digital de voltas