Características Estáticas de Instrumentos de Medição

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características estáticas 
dos instrumentos de 
medida 
 
 Características estáticas dos instrumentos de medida são aquelas que podem ser 
consideradas, quando o instrumento é utilizado para medir uma condição não variável com o 
tempo. A seguir são apresentadas essas características. 
 
4.1. - Span (Faixa de medição) 
 Supondo que temos um instrumento qualquer, no qual representamos por "a" o menor 
valor de sua escala e por "b" o maior valor, o span do instrumento é definido como "a diferença 
entre os valores extremos de uma escala". Para um termômetro calibrado de 200 ºC a 350 ºC, a 
escala é de 200 a 300 ºC, e o span é 150 ºC. 
 
4.2. - Precisão 
 Quando se procede uma medição, deseja-se obter um valor numérico que corresponda a 
uma quantidade física. Esse valor numérico deve se aproximar do que podemos chamar de 
"valor verdadeiro" da grandeza física. Primeiramente é necessário esclarecer que esse "valor 
verdadeiro" é impossível de ser obtido. Se diz que um istrumento é preciso, quanto mais as 
suas medidas se aproximam do valor verdadeiro da grandeza. 
 
4.3. - Erro estático 
 O erro estático é a tradução numérica da precisão de um instrumento de medida. Ele 
indica a diferença entre entre o valor verdadeiro de uma grandeza física que não varia com o 
tempo (estática) e o valor indicado pelo instrumento. Normalmente o erro estático é indicado em 
porcentagem do span. Se dissermos, por exemplo, que um instrumento cuja faixa de medição é 
de 200 ºC até 1200 ºC, tem uma precisão de ± 0,25 %, isto significa que seu erro estático em 
cada ponto da escala nunca excede de 2,5 ºC, ou seja : 
( )
CErro
Erro x
°=
−=
5,2estático 
2001200
100
25,0estático 
 
Instrumentação e Controle 
 
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 A Figura 4.1. mostra o valor verdadeiro e o valor real indicado pelo medidor de pressão 
da Figura 2.2, bem como a curva de calibração. 
 
Pressão indicada pelo medidor Pressão 
verdadeira 
[psig] Acréscimos Decréscimos 
0,000 - 1,12 - 0,69 
1,000 0,21 0,42 
2,000 1,18 1,65 
3,000 2,09 2,48 
4,000 3,33 3,62 
5,000 4,50 4,71 
6,000 5,26 5,87 
7,000 6,59 6,89 
8,000 7,73 7,92 
9,000 8,68 9,10 
10,000 9,80 10,20 
 
Acréscimo = 
Decréscimo = 
 
10 
9 
8 
7 
6 
5 
4 
3 
2 
1 
 
 
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
 
Pressão indicada 
pelo medidor : Pi 
Pressão 
verdadeira : Pv 
Figura 4.1. - Diferença entre o valor verdadeiro e o valor indicado por um instrumento. 
 
 
Instrumentação e Controle 
 
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A calibração será dada pela reta média dos pontos: 
 
Pi = 1,05.Pv – 0,64 
 
 
4.4. - Reprodutividade 
 Reprodutividade de um instrumento é o grau de aproximação com que um dado valor 
pode ser medido várias vezes. Uma perfeita reprodutividade significa que o instrumento não tem 
desvio, isto é, a calibração do instrumento não se altera durante um longo período de tempo. Os 
principais tipos de desvios podem ser causados por : fadiga dos componentes metálicos, falta de 
lubrificação, desgaste (principalmente componentes eletrônicos como potenciômetros), 
deterioração, contaminação, etc. 
 
4.5. - Desvio 
 É o erro causado pela não reprodutividade de um instrumento. O desvio é uma 
característica negativa nos instrumentos industriais. Por ser raramente aparente deve ser 
cuidadosamente controlado e verificado através de inspeção e manutenção contínua. 
 
4.6. - Sensitividade 
 É a menor mudança no valor de uma variável medida, para que o instrumento chegue a 
indicar. Em uma calibração entrada/saída de um instrumento, é definida como a inclinação da 
curva. 
 
4.7. - Histerese ou Zona Morta 
 É a maior faixa dentro da qual a variável pode mudar sem que a mudança seja percebida 
pelo instrumento. Normalmente é causada pelo atrito dos componentes do instrumento. 
 
4.9. - Threshold (limiar) 
 Se a entrada de um instrumento é gradualmente aumentada a partir do zero, existirá 
algum mínimo valor, abaixo do qual não haverá saída. Esse minimo valor define o limiar de um 
instrumento. 
 
 
4.10. - Resolução 
 É o mesmo que threshold (limiar) apenas que aplicado para um valor qualquer da escala 
diferente de zero. 
 
 
 
Exercício nº1 : 
 Num ensaio de reprodutividade, o medidor de pressão da Figura 2.2 apresentou os 
seguintes valores : 
 ¥ Pressão de ensaio : 10,000 ± 0,001 kgf/cm2 
 ¥ Aceleração : 0 
 ¥ Nível de Vibração : 0 
 ¥ Temperatura ambiente : 25 ºC 
 
 
 
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Nº da Medida Leitura da escala 
kgf/cm2 
Nº da Medida Leitura da Escala 
Kgf/cm2 
1 10,02 11 10,05 
2 10,20 12 10,17 
3 10,26 13 10,42 
4 10,20 14 10,21 
5 10,22 15 10,23 
6 10,13 16 10,11 
7 9,97 17 9,98 
8 10,12 18 10,10 
9 10,09 19 10,04 
10 9,90 20 9,81 
 
 © Como você pode avaliar o desvio desse instrumento ? 
 © Usando a média e o desvio padrão dos valores medidos, encontre a forma mais correta 
de apresentar os dados de uma medição. 
 © Liste as possíveis causas dos desvios desse instrumento. 
 
 
Exercício nº2 : 
 Um voltímetro apresenta um mostrador com escala de 0 a 10, e um botão/chave com três 
posições : x1, x10, e x100. Isto faz com que o aparelho, com o botão na posição "x1", indique 
tensões elétricas entre 0 e 10 volts; na posição "x10", indique valores entre 0 e 100 volts; e na 
posição "x100", valores entre 0 e 1000 volts. Responda : 
 ¼ Qual é o span do instrumento ? 
 ¼ Se ele tem uma precisão de 0,4 %, qual o erro estático durante as medições ? 
 
 
Exercício nº3 : 
 
 Avalie a precisão do instrumento de medida calibrado através da Figura 4.1. 
 
 
Exercício nº4 : 
 Como seria calculado o span de um instrumento com escala logarítmica ? Tome como 
exemplo um medidor de nível sonoro com faixa dinâmica de 60 dB (decibels). 
 
 
Exercício nº5 : 
 Calcule a sensitividade do exemplo da Figura 4.1. 
 
 
Exercício nº6 : 
 Calcule a sensitividade para o voltímetro do exercício nº 2. 
 
 
 
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Exercício nº7 : 
 Tomando como exemplo um paquímetro, descreva o método que seria usado para obter: 
 ¹ o span; 
 ¹ a precisão; 
 ¹ o erro estático; 
 ¹ a reprodutividade; 
 ¹ o desvio; 
 ¹ a sensitividade; 
 ¹ a zona morta; 
 ¹ o threshold (limiar); 
 ¹ e a resolução.