3 Manual de Treinamento da Instrumentação

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29/02/2016 
 
MANUAL DE TREINAMENTO DA INSTRUMENTAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alessandro Nogueira 
 
 
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Índice 
 
1 Diagramas....................................................................................................... 1 
1.1 Diagrama Esquemático ........................................................................... 1 
1.1.1 Diagrama Unifilar .............................................................................. 1 
1.1.2 Diagrama Multifilar ........................................................................... 1 
1.1.3 Diagrama Funcional (Elementar) ...................................................... 2 
1.1.4 Diagrama de Blocos ........................................................................... 3 
2 Metrologia ...................................................................................................... 5 
2.1 Classificação dos Instrumentos de Medição ........................................... 5 
2.1.1 Classificações por Função ................................................................. 5 
2.1.2 Classes de Instrumentos ..................................................................... 6 
2.2 Instrumentos de Medição ........................................................................ 7 
2.2.1 Fita Métrica ........................................................................................ 7 
2.2.2 Paquímetro ......................................................................................... 8 
2.2.3 Instrumento de Ferro Móvel ............................................................ 12 
2.2.4 Instrumento de Bobina Móvel ......................................................... 13 
2.2.5 Instrumento Eletrodinâmico ............................................................ 14 
2.2.6 Instrumento de Indução ................................................................... 15 
2.2.7 Instrumento de Bobinas Cruzadas ................................................... 16 
2.2.8 Sistema de Medição com Fio Térmico ............................................ 16 
2.2.9 Instrumento Eletrostático ................................................................. 17 
2.3 Características dos Instrumentos de Medição ....................................... 17 
2.3.1 Faixa Nominal ................................................................................. 17 
2.3.2 Amplitude da Faixa Nominal ........................................................... 17 
2.3.3 Valor Nominal ................................................................................. 18 
2.3.4 Faixa de Medição e Faixa de Trabalho ............................................ 18 
2.3.5 Condições de Utilização .................................................................. 18 
2.3.6 Condições Limites ........................................................................... 18 
2.3.7 Condições de Referência ................................................................. 18 
2.3.8 Constante de um Instrumento .......................................................... 19 
2.3.9 Característica de Resposta ............................................................... 19 
2.3.10 Sensibilidade .................................................................................... 19 
2.3.11 (Limiar de) Mobilidade .................................................................... 19 
2.3.12 Resolução (de um Dispositivo Mostrador) ...................................... 19 
2.3.13 Zona Morta ...................................................................................... 20 
2.3.14 Estabilidade ...................................................................................... 20 
 
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2.3.15 Neutralidade ..................................................................................... 20 
2.3.16 Deriva .............................................................................................. 20 
2.3.17 Tempo de Resposta .......................................................................... 20 
2.3.18 Exatidão de um Instrumento de Medição ........................................ 21 
2.3.19 Classe de Exatidão ........................................................................... 21 
2.3.20 Erro (de Indicação) de um Instrumento de Medição ....................... 21 
2.3.21 Erros Máximos Admissíveis (de um instrumento de medição) ....... 21 
2.3.22 Erro no Ponto de Controle (de um Instrumento de Medição) ......... 21 
2.3.23 Erro no Zero (de um Instrumento de Medição) ............................... 21 
2.3.24 Erro Intrínseco (de um Instrumento de Medição) ............................ 21 
2.3.25 Tendência (de um Instrumento de Medição) ................................... 22 
2.3.26 Isenção de Tendência (de um Instrumento de Medição > ............... 22 
2.3.27 Repetitividade (de um Instrumento de Medição) ............................ 22 
2.4 Medição de Corrente e de Tensão ......................................................... 22 
2.4.1 Amperímetro - Medição de Corrente ............................................... 22 
2.4.2 Voltímetro - Medição de Tensão ..................................................... 23 
2.4.3 Ohmímetro - Medição da Resistência .............................................. 24 
2.4.4 Medição de Potência ........................................................................ 25 
2.4.5 Medidores de Energia Elétrica ......................................................... 27 
2.4.6 Megômetro - Megger ....................................................................... 27 
2.4.7 Frequencímetro ................................................................................ 31 
2.4.8 Medidor de Fator de Potência .......................................................... 32 
2.4.9 Volt-Amperímetro Tipo Alicate ...................................................... 33 
2.5 Simbologia dos Instrumentos de Medidas Elétricas ............................. 36 
2.6 Simbologia de Instrumentação .............................................................. 39 
2.6.1 Simbologia Conforme Norma ABNT (NBR-8190) ........................ 39 
2.6.2 Símbolos de Linha de Instrumentos ................................................ 47 
2.6.3 Símbolos Gerais de Instrumentos ou de Funções ............................ 49 
2.7 Fluxogramas de Processo ...................................................................... 49 
2.8 Definições de Sistemas de Controle ..................................................... 51 
2.9 Unidades Dimensionais ........................................................................ 51 
2.9.1 Sistema Métrico Decimal ................................................................ 52 
2.10 Unidades Não Oficiais .......................................................................... 53 
2.10.1 Sistemas Inglês e Americano ........................................................... 53 
2.11 Outras Grandezas .................................................................................. 54 
2.11.1 Elétrica ............................................................................................. 54 
2.11.2 Área .................................................................................................. 55 
 
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2.11.3 Volume ............................................................................................ 55 
2.11.4 Massa ............................................................................................... 55 
2.11.5 Pressão ............................................................................................. 55 
2.11.6 Temperatura ..................................................................................... 56 
2.11.7 Força ................................................................................................57 
2.11.8 Rotação ............................................................................................ 57 
3 Materiais Metálicos ...................................................................................... 59 
3.1 Metais Ferrosos ..................................................................................... 59 
3.1.1 Ferro ................................................................................................. 59 
3.1.2 Ferro Fundido .................................................................................. 61 
3.1.3 Aço ................................................................................................... 62 
3.2 Metais Não Ferrosos ............................................................................. 71 
3.2.1 Cobre ................................................................................................ 71 
3.2.2 Latão ................................................................................................ 71 
3.2.3 Bronze .............................................................................................. 72 
3.2.4 Alumínio .......................................................................................... 73 
4 Materiais Não Metálicos .............................................................................. 74 
4.1 Madeira ................................................................................................. 74 
4.1.1 Características Físicas e Mecânicas da Madeira .............................. 75 
4.2 Materiais Plásticos ................................................................................ 75 
4.2.1 Classificação .................................................................................... 76 
4.2.2 Principais propriedades .................................................................... 76 
5 Elementos de Fixação................................................................................... 76 
5.1 Parafusos ............................................................................................... 76 
5.1.1 Dimensão dos Parafusos .................................................................. 77 
5.1.2 Carga dos Parafusos ......................................................................... 77 
5.1.3 Tipos de Parafusos ........................................................................... 77 
5.2 Porcas .................................................................................................... 81 
5.2.1 Tipos de Porcas ................................................................................ 81 
5.3 Arruelas ................................................................................................. 82 
5.3.1 Tipos de Arruelas ............................................................................. 83 
5.4 Roscas ................................................................................................... 84 
5.4.1 Passo e Hélice de Rosca .................................................................. 84 
5.4.2 Tipos de Roscas ............................................................................... 85 
5.4.3 Perfil de Rosca ................................................................................. 87 
5.4.4 Sentido de Direção do Filete ............................................................ 88 
6 Eletricidade................................................................................................... 89 
 
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6.1 Campo Eletrostático .............................................................................. 90 
6.2 Linhas de Força ..................................................................................... 91 
6.3 Corrente Elétrica ................................................................................... 92 
6.3.1 Fluxo de Corrente ............................................................................ 93 
6.4 Circuito Elétrico .................................................................................... 93 
6.5 Potência Elétrica ................................................................................... 94 
6.6 Resistência Elétrica ............................................................................... 94 
6.6.1 Resistores Fixos ............................................................................... 95 
6.6.2 Resistividade .................................................................................... 98 
6.6.3 Características dos Condutores ........................................................ 99 
6.7 Lei de Ohm ........................................................................................... 99 
6.8 Geradores ............................................................................................ 100 
6.8.1 Associação de Geradores ............................................................... 101 
6.8.2 Rendimento do Gerador ( ) ......................................................... 102 
6.9 Capacitores .......................................................................................... 103 
6.9.1 Capacitância ................................................................................... 103 
6.9.2 Força Exercida por Duas Cargas ................................................... 104 
6.9.3 Materiais Dielétricos ...................................................................... 105 
6.9.4 Representação Gráfica da Capacitância ......................................... 106 
6.9.5 Fabricação Capacitores .................................................................. 107 
6.9.6 Aplicação ....................................................................................... 108 
6.9.7 Associação de Capacitores ............................................................ 108 
6.9.8 Reatância Capacitiva (Xc) ............................................................. 109 
6.10 Indutores ............................................................................................. 110 
6.10.1 Indutância ...................................................................................... 110 
6.10.2 Reatância Indutiva (XL) ................................................................. 110 
6.10.3 Associação de Indutores ................................................................ 111 
6.11 Corrente Contínua (CC) ...................................................................... 111 
6.12 Corrente Alternada (CA) .................................................................... 111 
6.13 Circuito Série ...................................................................................... 112 
6.14 Circuito em Paralelo ........................................................................... 112 
6.15 Leis de Kirchhoff ................................................................................ 112 
6.15.1 Malha , Nó e Ramo ........................................................................ 112 
6.15.2 Lei das Tensões .............................................................................. 114 
6.15.3 Lei das Correntes ........................................................................... 117 
6.16 Análise Nodal ..................................................................................... 117 
6.17 Transformação Y ( T ) / ( ) e vice-versa ....................................... 119 
 
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7 Motores Elétricos ....................................................................................... 120 
7.1 Motores de Corrente Alternada ........................................................... 123 
7.1.1 Tipos de Motores de Corrente Alternada ....................................... 123 
7.1.2 Escorregamento ............................................................................. 132 
7.1.3 Rotor com Gaiola de Esquilo ......................................................... 132 
7.1.4 Rotor Bobinado ..............................................................................134 
7.1.5 Falhas nas Ligações dos Motores de CA ....................................... 134 
7.1.6 Falhas Internas nos Motores de CA Assíncronos .......................... 135 
7.2 Motor de Corrente Contínua ............................................................... 139 
7.2.1 Coletor ........................................................................................... 139 
7.2.2 Conjugado ...................................................................................... 139 
7.2.3 Força Contra-eletromotriz ............................................................. 139 
7.2.4 A Corrente do Induzido ................................................................. 140 
7.2.5 Velocidade do Motor ..................................................................... 140 
7.2.6 Reação do Induzido ....................................................................... 141 
7.2.7 Tipos de Motores de Corrente Contínua ........................................ 142 
7.2.8 Instalações de Motores de Corrente Contínua ............................... 145 
7.2.9 Falhas nas Ligações dos Motores de Corrente Contínua ............... 147 
7.2.10 Falhas Internas nos Motores de Corrente Contínua ....................... 148 
8 Dispositivo de Controle .............................................................................. 151 
8.1 Sensores Mecânicos ............................................................................ 151 
8.1.1 Chaves Fim de Curso ..................................................................... 151 
8.1.2 Reed-Switch ................................................................................... 152 
8.1.3 Desvantagens de Sensores Mecânicos ........................................... 152 
8.2 Sensores Fotoelétricos ........................................................................ 153 
8.2.1 Foto-resistor (LDR) ....................................................................... 153 
8.2.2 Fotocélula ...................................................................................... 154 
8.2.3 Fotodiodo ....................................................................................... 155 
8.2.4 Fototransitor ................................................................................... 156 
8.3 Sensores Térmicos .............................................................................. 157 
8.3.1 NTC e PTC .................................................................................... 157 
8.3.2 Sensor Piroelétrico ......................................................................... 157 
8.4 Sensor Capacitivo ............................................................................... 158 
8.5 Sensor Indutivo ................................................................................... 159 
8.6 Sensor Ultrassônico ............................................................................ 159 
9 Transmissores ............................................................................................. 160 
9.1 Transmissão Pneumática ..................................................................... 160 
 
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9.2 Transmissão Eletrônica ....................................................................... 161 
9.2.1 Transmissor a 2 fios ....................................................................... 161 
9.2.2 Transmissor a 4 fios ....................................................................... 162 
9.3 Transmissores de Pressão ................................................................... 162 
9.3.1 Tipos de Pressão ............................................................................ 163 
9.3.2 Pressão Atmosférica ...................................................................... 163 
9.3.3 Pressão Faixa Composta ................................................................ 163 
9.3.4 Pressão Diferencial ........................................................................ 164 
9.3.5 Pressão Dinâmica ........................................................................... 164 
9.3.6 Pressão Estagnação ........................................................................ 164 
9.3.7 Pressão Estática ............................................................................. 164 
9.3.8 Pressão Hidrostática ....................................................................... 164 
9.3.9 Pressão de Vapor ........................................................................... 164 
9.3.10 Aspecto Contrutivo ........................................................................ 164 
9.3.11 Instalação ....................................................................................... 165 
9.3.12 Conexão Elétrica ............................................................................ 166 
9.3.13 Funções Internas dos Transmissores ............................................. 168 
9.4 Transmissores de Nível ....................................................................... 169 
9.4.1 Tipos de Medição de Nível ............................................................ 170 
9.4.2 Medição Direta .............................................................................. 170 
9.4.3 Medição Indireta ............................................................................ 171 
9.5 Transmissores de Vazão ..................................................................... 178 
9.5.1 Tipos e Características dos Medidores de Vazão .......................... 179 
9.5.2 Medidores Volumétricos ............................................................... 181 
9.5.3 Medição de Vazão Através do Tubo de Pitot ................................ 187 
9.5.4 Medidor Tipo Annubar .................................................................. 188 
9.5.5 Medição de Vazão por Área Variável............................................ 189 
9.5.6 Medidores de Vazão em Canais Abertos ....................................... 192 
9.5.7 Medidores Especiais de Vazão ...................................................... 193 
9.5.8 Medidor Tipo Turbina ................................................................... 197 
9.5.9 Medidor de Vazão por Ultrassom .................................................. 198 
9.5.10 Medidor Tipo Coriolis ................................................................... 204 
9.5.11 Medidores Tipo Vortex .................................................................. 204 
9.6 Transmissores de Temperatura ........................................................... 205 
9.6.1 Temperatura e Calor ...................................................................... 205 
9.6.2 Escalas de Temperatura ................................................................. 206 
9.6.3 Medidores de Temperatura por Dilatação / Expansão ................... 210 
 
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9.6.4 Correlação da F.E.M. Em Função da Temperatura ....................... 221 
9.6.5 Correção da Junta de Referência ................................................... 225 
9.6.6 Erros de Ligação usando Fios de Cobre ........................................ 226 
9.6.7 Termopar de Isolação Mineral ....................................................... 228 
9.6.8 Medição de Temperatura por Termoresistência ............................ 231 
9.6.9 Medição de Temperatura por Radiação ......................................... 235 
9.6.10 Código de Cores Internacional ...................................................... 242 
9.6.11 Limites de Ferro ............................................................................. 243 
9.6.12 Tabela Termoresistências PT-100 ................................................. 244 
9.6.13 Tabela Termopar TIPO J ............................................................... 245 
9.6.14 Tabela Termopar TIPO K .............................................................. 248 
9.6.15 Tipos e Termopares e Faixa de TemperaturaUsual – Vantagens e 
Restrições 252 
10 Linguagem Ladder .................................................................................. 253 
10.1 Componentes da Linguagem .............................................................. 255 
10.1.1 As Entradas (Ou Contatos) ............................................................ 255 
10.1.2 As Saídas (Ou Bobinas) ................................................................. 256 
10.1.3 Blocos Funcionais .......................................................................... 256 
11 Ferramentas e Seus Acessórios .............................................................. 258 
11.1 Alicates ............................................................................................... 258 
11.1.1 Classificação e Aplicações ............................................................ 258 
11.2 Chaves de Aperto ................................................................................ 260 
11.2.1 Classificação .................................................................................. 261 
11.2.2 Recomendações ............................................................................. 265 
11.3 Limas .................................................................................................. 265 
11.3.1 Classificação .................................................................................. 265 
11.3.2 Recomendações ............................................................................. 266 
11.3.3 Aplicações ...................................................................................... 267 
11.4 Arco de Serra ...................................................................................... 267 
11.4.1 Características ................................................................................ 268 
11.4.2 Recomendações ............................................................................. 268 
11.5 Brocas ................................................................................................. 269 
11.5.1 Classificação .................................................................................. 269 
11.6 Martelo ................................................................................................ 271 
11.6.1 Recomendações ............................................................................. 272 
12 Equipamentos ......................................................................................... 272 
12.1 Osciloscópio ........................................................................................ 272 
 
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12.1.1 Características ................................................................................ 273 
12.1.2 Exemplos de Uso ........................................................................... 274 
12.1.3 Recomendações ............................................................................. 274 
12.2 Furadeiras ............................................................................................ 275 
12.2.1 Tipos .............................................................................................. 275 
12.3 Esmerilhadeira .................................................................................... 277 
12.3.1 Tipos .............................................................................................. 278 
13 Válvulas .................................................................................................. 279 
13.1 Classificação das Válvulas .................................................................. 280 
13.1.1 Válvulas de Gaveta ........................................................................ 281 
13.1.2 Válvulas de Macho ........................................................................ 286 
13.1.3 Válvulas Globo .............................................................................. 289 
13.1.4 Válvulas de Retenção .................................................................... 292 
13.1.5 Válvulas de Segurança e de Alívio ................................................ 297 
13.1.6 Válvulas de Controle ..................................................................... 298 
13.1.7 Outros Tipos Importantes de Válvulas .......................................... 300 
14 Tubulações Industriais ............................................................................ 302 
14.1 Principais Materiais para Tubos ......................................................... 302 
14.1.1 Tubos de Aço Carbono .................................................................. 304 
14.1.2 Tubos de Aços Liga ....................................................................... 306 
14.1.3 Tubos de Aços Inoxidáveis ............................................................ 308 
14.1.4 Tubos de Ferro Fundido e de Ferro Forjado .................................. 309 
14.1.5 Tubos de Metais Não Ferrosos ...................................................... 310 
14.1.6 Tubos Não Metálicos ..................................................................... 311 
14.1.7 Tubos de Materiais Plásticos ......................................................... 313 
14.1.8 Tubos de Aço com Revestimentos Internos .................................. 314 
14.2 Desenhos de Tubulações Industriais ................................................... 316 
14.2.1 Plantas de Tubulações .................................................................... 316 
14.2.2 Desenhos Isométricos .................................................................... 347 
15 Automação Básica .................................................................................. 352 
15.1 Noções de Circuitos Lógicos .............................................................. 352 
15.1.1 Tópicos da Algebra de Boole ........................................................ 352 
15.1.2 Simplificação de Circuitos Lógicos ............................................... 356 
15.1.3 Montagem de Circuitos com Condições Estabelecidas ................. 361 
15.2 Controlador Lógico Programável ....................................................... 362 
15.2.1 Surgimento do Controlador Programável ...................................... 362 
15.2.2 Introdução Tecnologia de Controladores Lógicos Programáveis .. 365 
 
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15.2.3 Arquitetura do Controlador Programável ...................................... 369 
15.2.4 Programação de PLC’s .................................................................. 379 
15.3 Arquiteturas Digitais de Controle e Interface Homem-Máquina ........ 389 
15.3.1 Sistema de Aquisição de Dados “DAS” ........................................ 389 
15.3.2 Sistema Supervisório Controle “SPC” ........................................... 395 
15.3.3 Sistema de Controle Digital Direto “DDC” ................................. 397 
15.3.4 Sistema de Controle Com PLC’s ................................................... 399 
15.3.5 Sistema de Controle Digital Distribuído – SDCD ......................... 402 
16 Controlador PID ..................................................................................... 404 
16.1 Controlador proporcional (Kp): .......................................................... 406 
16.2 Controlador PI (Proporcional + Integral): .......................................... 407 
16.3 Controlador PD (Proporcional + Derivativo): .................................... 407 
16.4 Controlador PID (Proporcional + Integral + Derivativo): .................. 408 
16.5 Características dos Controladores PID: .............................................. 408 
16.6 Ajuste Empírico do Controlador PID: ................................................ 409 
16.6.1 Método da Resposta Transitória: ................................................... 409 
16.6.2 Método do Ganho Crítico: ............................................................. 41016.6.3 Método do Decaimento de ¼: ........................................................ 410 
17 Referências ............................................................................................. 411 
17.1 Apostilas ............................................................................................. 411 
17.2 Livros .................................................................................................. 411 
 
 
 
 
 
 
 
 
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11/03/2016 
1 Diagramas 
 
1.1 Diagrama Esquemático 
 
Destinado a facilitar o estudo e a compreensão do funcionamento de uma 
instalação ou parte dela. Os elementos do diagrama dispõem-se de forma que possam 
facilitar sua interpretação e não seguindo a disposição espacial real. Isto quer dizer que 
diversos elementos condutores de corrente e os dispositivos de comando e proteção 
estão representados conforme a sua posição no circuito elétrico e independente da 
relação construtiva destes elementos. Os diagramas esquemáticos são classificados em 3 
tipos: 
1.1.1 Diagrama Unifilar 
 
Representação simplificada, geralmente unipolar das ligações, sem o circuito de 
comando, onde só os componentes principais são considerados. Em princípio todo 
projeto para uma instalação elétrica deveria começar por um diagrama unifilar. 
 
1.1.2 Diagrama Multifilar 
 
É a representação da ligação de todos os seus componentes e condutores. Em 
contraposição ao unifilar, todos os componentes são representados, sendo que a posição 
ocupada não precisa obedecer a posição física real em que se encontram. Como ambos 
os circuitos, (principal e auxiliar) são representados simultaneamente no diagrama, não 
se tem uma visão exata da “função” da instalação, dificultando, acima de tudo a 
localização de uma eventual falha, numa instalação de grande porte. 
 
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1.1.3 Diagrama Funcional (Elementar) 
 
À medida que os diagramas multifilares foram perdendo a utilidade, foram 
sendo substituídos pelos funcionais. Este tipo de diagrama representa com clareza os 
processos e o modo de atuação dos contatos, facilitando a compreensão da instalação e 
o acompanhamento dos diversos circuitos na localização de eventuais defeitos. 
 
 
 
Este diagrama é composto por 2 circuitos: 
 
 
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1.1.3.1 Circuito Principal ou de Força 
 
Onde estão localizados todos os elementos que tem interferência direta na 
alimentação da máquina, ou seja, aqueles elementos por onde circula a corrente que 
alimenta a respectiva máquina. 
 
1.1.3.2 Circuito Auxiliar ou de Comando 
 
Onde estão todos os elementos que atuam indiretamente na abertura, fechamento 
e sinalização dos dispositivos utilizados no acionamento da máquina, em condições 
normais e anormais de funcionamento. 
 
1.1.4 Diagrama de Blocos 
 
Consiste essencialmente em um desenho simples cujo objetivo é apresentar o 
princípio de funcionamento de uma instalação elétrica industrial. 
A necessidade dos diagramas de blocos está muitas vezes no interesse em 
conhecer o funcionamento de uma instalação sem ter que analisar detalhadamente o 
diagrama funcional completo, o que levaria muito tempo. 
 
 
1.1.4.1 Layout de Montagem 
 
O Layout de montagem constitui um documento importante para orientar a 
montagem, localização e reparação de falhas em todos os equipamentos que constituem 
uma instalação elétrica. 
O layout que envolva máquinas, equipamentos elétricos, instalações, etc., devem 
refletir a distribuição real dos dispositivos, barramentos, condutores, etc., e seus 
elementos separados, como indicar os caminhos empregados para a interconexão dos 
contatos destes elementos. 
 
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1.1.4.2 Identificação de Bornes em Diagramas de Interligação 
 
Se duas ou mais partes de uma instalação estão interligadas entre si por 
condutores, estes são ligados em ambos os lados a blocos terminais (régua de bornes). 
Tanto os terminais quanto os conjuntos de bornes são identificados por letras e 
números. 
Para os condutores, foi escolhido o critério da identificação do seu destino em 
cada borne de conexão. Observe o exemplo abaixo que representa uma interligação de 3 
réguas de bornes com suas respectivas numerações. 
 
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2 Metrologia 
 
Metrologia é a ciência das medições e suas aplicações. A metrologia engloba 
todos os aspectos teóricos e práticos da medição, qualquer que seja a incerteza de 
medição e o campo de aplicação. 
Medir é comparar uma dada grandeza com outra da mesma espécie, tomada 
como unidade. 
Entende-se por unidade um determinado valor em função do qual outros valores 
são enunciados. 
O padrão é a materialização da unidade; é influenciada por condições físicas, 
podendo-se mesmo dizer que é a materialização da unidade, somente sob condições 
especificas. 
2.1 Classificação dos Instrumentos de Medição 
 
Existem vários métodos de classificação de instrumentos de medição. Dentre os 
quais podemos ter classificação por: 
 
 Função 
 Sinal transmitido ou suprimento e tipos de sinal 
2.1.1 Classificações por Função 
 
Conforme será visto posteriormente, os instrumentos podem estar interligados 
entre si para realizar uma determinada tarefa nos processos industriais. A associação 
 
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desses instrumentos chama-se malha e em uma malha cada instrumento executa uma 
função. 
Os instrumentos que podem compor uma malha são então classificados por 
função. 
 
 
Exemplo de configuração de uma malha de controle 
2.1.2 Classes de Instrumentos 
 
Podemos classificar os instrumentos e dispositivos utilizados em instrumentação 
de acordo com a função que o mesmo desempenha no processo. 
 Indicador: Instrumento que dispõe de um ponteiro e de uma escala graduada 
na qual podemos ler o valor da variável. Existem também indicadores 
digitais que indicam a variável em forma numérica com dígitos ou barras 
gráficas. 
 Registrador: Instrumento que registra a (s) variável (s) através de um traço 
contínuo ou pontos em um gráfico. 
 Transmissor: Instrumento que determina o valor de uma variável no 
processo através de um elemento primário, tendo o mesmo sinal de saída 
(pneumático ou eletrônico) cujo valor varia apenas em função da variável do 
processo. 
 Transdutor: Instrumento que recebe informações na forma de uma ou mais 
quantidades físicas, modifica caso necessário às informações e fornece um 
sinal de saída resultante. 
Dependendo da aplicação, o transdutor pode ser um elemento primário, um 
transmissor ou outro dispositivo. O conversor é um tipo de transdutor que trabalha 
apenas com sinais de entrada e saída padronizados. 
Unidade de medida 
Processo 
Indicação 
 Controlador: Instrumento que compara a variável controlada com um valor 
desejado e fornece um sinal de saída a fim de manter a variável controlada 
em um valor específico ou entre valores determinados. A variável pode ser 
 
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medida, diretamente pelo controlador ou indiretamente através do sinal de 
um transmissor ou transdutor. 
 Elemento Final de Controle: Instrumento que modifica diretamente o valor 
da variável manipulada de uma malha de controle. 
 
OBS: Também são classificados em instrumentos de painel, de campo, à prova 
de explosão, de poeira, de líquidos, etc. Combinações dessas classificações são 
efetuadas formando instrumentos conforme as necessidades. 
2.2 Instrumentos de Medição 
 
A exatidão relativa das medidas depende, evidentemente, da qualidade dos 
instrumentos de medição empregados. Assim, a tomada de um comprimento com um 
metro defeituoso dará resultado duvidoso, sujeito a contestações. Portanto, para a 
tomada de uma medida, é indispensável que o instrumento esteja aferido e que a sua 
aproximação permita avaliar a grandeza em causa, com a precisão exigida. 
 
2.2.1 Fita Métrica 
 
Fita métrica é um instrumento de medida usada para medirdistâncias. Pode 
designar uma fita flexível e graduada que se utiliza para medir tecidos, ou determinados 
tipos de fitas métricas retácteis que consistem numa fita de metal, plástico ou fibra de 
vidro enrolada num invólucro. 
No Brasil, as fitas métricas retráteis e feitas de metal são também chamadas 
"trenas". As unidades de medidas das trenas são: centímetros, milímetros, polegadas e 
pés. 
2.2.1.1 Tipos de Fitas Métricas 
 
Fita métrica de metal auto-retráctil 
 
Fita métrica de plástico 
 
Fita métrica de plástico 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Tape_measure.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:M%C3%A8tre_ruban.png
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Rotella_metrica.jpg
 
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Fita pi 
2.2.2 Paquímetro 
 
Utilizado para a medição de peças, quando a quantidade não justifica um 
instrumental específico e a precisão requerida não é menor que 0,02 mm . 
 
É um instrumento finamente acabado, com as superfícies planas e polidas. O 
cursor é ajustado à régua, de modo que permita a sua livre movimentação com um 
mínimo de folga. Geralmente é construído de aço inoxidável, e suas graduações 
referem-se à 20ºC. A escala é graduada em milímetro e polegadas, podendo a polegada 
ser fracionária ou milesimal. O cursor é provido de uma escala, chamada nônio ou 
vernier, que se desloca em frente às escalas da régua e indica o valor da dimensão 
tomada. 
 
2.2.2.1 Sistema Métrico Decimal 
 
A escala do cursor, chamada Nônio (designação dada pelos portugueses em 
homenagem a Pedro Nunes, a quem é atribuída sua invenção) ou Vernier (denominação 
dada pelos franceses em homenagem a Pierre Vernier, que eles afirmam ser o inventor), 
consiste na divisão do valor N de uma escala graduada fixa por N.1 (nº de divisões) de 
uma escala graduada móvel. 
 
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=&url=http://portuguese.alibaba.com/product-gs/pi-tape-11333633.html&psig=AFQjCNHPGor0VSsZ1YHY6WUCwRsZ2z7zPw&ust=1453307838010194
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjh3Z7gp7bKAhVjmIMKHY0sAI4QjRwIBw&url=http://www.importecnica.com.br/pitape.html&psig=AFQjCNHPGor0VSsZ1YHY6WUCwRsZ2z7zPw&ust=1453307838010194
 
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Tomando o comprimento total do nônio, que é igual a 9 mm, e dividindo pelo nº 
de divisões do mesmo (10 divisões), concluímos que cada intervalo da divisão do nônio 
mede 0,9 mm. 
 
Observando a diferença entre uma divisão da escala fixa em uma divisão do 
nônio, concluímos que cada divisão do nônio é menor 0,1mm do que cada divisão da 
escala fixa. Essa diferença é também a aproximação máxima fornecida pelo 
instrumento. 
 
Assim sendo, se fizermos coincidir o 1º traço do nônio com o da escala fixa, o 
paquímetro estará aberto em 0,1 mm (figura esquerda), coincidindo o 2º traço com 0,2 
mm (figura direita), o 3º traço com 0,3 mm e assim sucessivamente (figura central). 
 
 
2.2.2.2 Sistema Inglês Ordinário 
 
Para efetuarmos leitura de medidas em um paquímetro do sistema inglês 
ordinário, faz-se necessário conhecermos bem todos os valores dos traços da escala. 
 
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Assim sendo, se deslocarmos o cursor do paquímetro até que o traço zero do nônio 
coincida com o primeiro traço da escala fixa, a leitura da medida será 1/16" (figura 
esquerda), no segundo traço, 1/8" (figura direita), no décimo traço, 5/8" (figura central). 
 
 
2.2.2.3 Tipos de Paquímetros e Aplicações 
 
Abaixo estão representados os diversos tipos de paquímetros e suas aplicações: 
 
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2.2.3 Instrumento de Ferro Móvel 
 
 
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Na parte interna de uma bobina, uma chapa de ferro doce fixa é montada em 
oposição a uma chapa móvel. Se na bobina circula corrente, então ambas as chapas são 
magnetizadas identicamente em relação aos pólos resultantes, e desta forma, se repelem. 
Quando se dá a inversão do sentido de circulação da corrente, na bobina, as chapas são 
novamente magnetizadas identicamente, e continuam se repelindo. Por isto, os 
instrumentos de ferro móvel são adequados para a medição, tanto de corrente quanto de 
tensão, em corrente contínua e em alternada. 
As forças magnéticas das chapas exercem um conjugado sobre o eixo do 
ponteiro. A grandeza deste conjugado não é proporcional à corrente na bobina, mas sim 
ao quadrado desta corrente que está sendo medida. Portanto, uma corrente três vezes 
maior ocasiona uma deflexão do ponteiro nove vezes superior. Por isto, a escala de 
leitura tem intervalos menores nos valores mais baixos do que nos mais elevados. Por 
meio de uma forma adequada das chapas no instrumento, é possível corrigir este 
detalhe, com exceção dos valores bem baixos. Em muitos instrumentos, uma leitura 
exata apenas é possível na faixa contida entre dois pontos bem destacados sobre a 
escala. 
A mola montada sobre o eixo do ponteiro desenvolve um conjugado oposto ao 
das chapas, levando assim o ponteiro novamente a zero, quando o instrumento é 
desligado. O ponteiro destes instrumentos não estabiliza imediatamente a sua posição de 
leitura sobre a escala, em virtude de vibrações do sistema de medição. Por isto, é 
necessário acrescentar ao sistema câmaras de amortecimento. Este amortecimento é 
consequente da ação entre uma lâmina que se desloca dentro de uma câmara, 
deslocamento este dificultado pela resistência do ar. 
 
2.2.4 Instrumento de Bobina Móvel 
 
No campo de um imã permanente, é montada uma bobina móvel, giratória, 
alternada por corrente elétrica. a corrente é levada até a bobina por meio de molas 
espiras, que simultaneamente desenvolvem o conjugado de oposição ao deslocamento 
da bobina. 
A rotação da bobina e consequente deflexão do ponteiro são proporcionais à 
corrente, o que faz com que os intervalos sobre a escala estejam igualmente 
distanciados. O ponto zero da escala pode tanto ficar no meio quanto na extremidade. 
Quando ocorre inversão do sentido de circulação da corrente, ocorre também a inversão 
da rotação da bobina ou da deflexão do ponteiro. Disto resulta que este instrumento 
apenas pode ser usado para medição de tensão ou corrente contínua. 
 
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O amortecimento do movimento do ponteiro é obtido por frenagem de correntes 
de histerese, oriundas do movimento de rotação de uma moldura de alumínio que 
envolve a bobina móvel, no campo magnético. 
 
 
2.2.5 Instrumento Eletrodinâmico 
 
O sistema de medição eletrodinâmico consiste de uma bobina móvel e uma fixa. 
Perante a passagem de determinada corrente, as bobinas apresentarão a mesma 
polaridade e assim levarão o ponteiro à deflexão, por repulsão. A corrente que alimenta 
a bobina móvel é levada a esta por meio de 2 molas espirais, que, simultaneamente, 
desenvolvem uma força contrária ao deslocamento angular. 
 
 
 
 
Numa inversão do sentido da corrente, ambas as bobinas invertem ao mesmo 
tempo a sua polaridade. Com isto, as condições de repulsão entre as bobinas não se 
alteram e a deflexão do ponteiro se dá sempre para o mesmo lado. Por esta razão, o 
instrumento pode ser utilizado tanto em corrente contínua quanto alternada. 
Usado como amperímetro ou como voltímetro, ambas as bobinas são ligadas em 
série ou, perante correntes muito elevadas, são ligadas em paralelo. 
A principal aplicação deste tipo de instrumento é encontrada nos medidores de 
potência (Wattímetros). Como a potência é obtida do produto da tensão pela corrente, a 
bobina fixa é dimensionada como bobina de corrente, e a móvel como de tensão. A 
potência, em watts, pode assim ser obtida diretamente por simples leitura. Na medição 
de potências em corrente alternada, a potência indicada é a potência útil, porque apenas 
 
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aquela parte da corrente efetuará um trabalho, que estiver em fase com atensão, e assim 
seu valor P = U x I x cosφ. 
O amortecimento é obtido por uma câmara com ar, tal como no instrumento de 
ferro móvel. 
Às vezes são empregados instrumentos de medição blindados por uma chapa de 
ferro, para evitar influências magnéticas presentes no ambiente externo. Neste tipo, a 
bobina fixa é montada dentro de um anel de ferro fechado e laminado, evitando-se 
assim a formação de correntes parasitas. A precisão do instrumento é menor devido ao 
ferro. 
 
 
2.2.6 Instrumento de Indução 
 
Este instrumento se compõe de um corpo de ferro quadripolar, que possui dois 
pares de bobinas cruzadas entre si. 
No circuito de corrente de um destes pares de bobinas, inclui-se uma indutância. 
Disto resulta um deslocamento de fase entre os pares de bobinas e desta forma, a 
existência de um campo girante. 
Um tambor de alumínio, montado de tal modo que apresente um movimento 
giratório, fica sob efeito indutivo deste campo girante. As correntes induzidas neste 
tambor desenvolvem um conjugado e, com isto, uma deflexão do ponteiro. A força 
contrária a esta deflexão é conseguida da ação das molas espirais. O amortecimento do 
instrumento é feito por um imã, em forma de ferradura, cujo campo atua sobre o tambor 
girante. 
 
 
O instrumento de indução, também chamado de instrumento de campo girante 
ou instrumento de Ferraris, apenas pode ser usado para corrente alternada. 
 
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Devido à indutância, este instrumento sofre a influência da frequência. 
 
2.2.7 Instrumento de Bobinas Cruzadas 
 
Entre os pólos de um imã permanente, duas bobinas interligadas entre si, porém 
cruzadas, estão dispostas de tal forma que possam girar. Cada uma das bobinas é ligada 
a determinada tensão. Por esta razão, cada uma das bobinas influi com certa força 
magnética sobre o imã permanente. 
Medição, à distância, de pressões por meio de um instrumento de bobinas 
cruzadas. 
 
 
Se a tensão é igual em ambas as bobinas seus efeitos magnéticos contrários se 
equilibram, o que significa que as bobinas se ajustam sobre um valor central (médio). 
Neste instrumento, portanto, a posição zero não é obtida por meio da força de molas, 
mas sim pela existência de correntes iguais em ambas as bobinas. Se cada uma das 
bobinas estiver ligada à tensão diferente, então se apresentam também campos 
magnéticos de intensidade diferente, do que resulta que o campo mais forte irá 
determinar a deflexão do corpo da bobina. Disto se pode concluir que o instrumento de 
bobinas cruzadas apenas se destina a indicar diferenças de tensões. Seu emprego é 
encontrado sobre tudo na medição de resistências, assim como na de temperaturas e 
pressões, à distância para estas finalidades as tensões correspondentes são enviadas ao 
instrumento por meio de um divisor de tensão, que se altera em função da temperatura 
ou pressão. 
 
2.2.8 Sistema de Medição com Fio Térmico 
 
Neste instrumento, é utilizada a dilatação que um fio fino sofre devido ao calor 
originado pela passagem da corrente. Fixa-se um fio de tração a um fio esticado de 
platina-irídio, estando o fio de tração fixo a uma mola, passando por um rolo ou bobina. 
Quando da dilatação do fio térmico, a bobina é movimentada pela ação da mola, e o 
ponteiro é ativado, deslocando-se. A subdivisão da escala não é uniforme, uma vez que 
o calor dissipado varia com o quadrado da corrente. O instrumento é adequado para 
corrente contínua e alternada, sendo empregado sobre tudo nas medições em alta 
frequência. 
 
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2.2.9 Instrumento Eletrostático 
 
O funcionamento deste instrumento baseia-se na atração recíproca de corpos 
eletricamente carregados, com polaridades contrárias. O instrumento se compõe de 
placas fixas e móveis, às quais é ligada a tensão a ser medida. Sobre o eixo do disco 
móvel, é montado um ponteiro. Uma mola atua no sentido contrário ao deslocamento 
deste. Instrumentos eletrostáticos se destinam especificamente à medição de tensões 
elevadas, pois apenas estas são capazes de desenvolver um conjugado suficientemente 
elevado. O instrumento pode ser usado tanto em corrente contínua, quanto em corrente 
alternada. 
 
2.3 Características dos Instrumentos de Medição 
 
O sinal de entrada de um sistema de medição pode ser chamado de 
estímulo: O sinal de saída pode ser chamado de resposta. 
2.3.1 Faixa Nominal 
[Nominal Range] 
 
Faixa de indicação que se pode obter em uma posição específica dos controles 
de um instrumento de medição. 
Faixa nominal é normalmente definida em termos de seus limites inferior e 
superior, por exemplo, 100 a 200º C. Quando o limite inferior é zero, a faixa nominal é 
definida unicamente em termos do limite superior, por exemplo, a faixa nominal de 0 V 
a 100 V é expressa como "100 V". 
2.3.2 Amplitude da Faixa Nominal 
[Span] 
 
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Diferença, em módulo, entre os dois limites de uma faixa nominal. 
Exemplo: Para uma faixa nominal de -10V a +10 V a amplitude da faixa 
nominal é 20 V. 
Em algumas áreas, a diferença entre o maior e o menor valor é denominada 
faixa. 
2.3.3 Valor Nominal 
[Nominal Value] 
 
Valor arredondado ou aproximado de uma característica de um instrumento de 
medição que auxilia na sua utilização. 
Exemplos: 
 
 100 Ω como valor marcado em um resistor padrão; 
 1 L como valor marcado em um recipiente volumétrico com uma só 
indicação; 
 0,1 mol / L como a concentração da quantidade de matéria de uma solução 
de ácido clorídrico, HCI. 
 25º C como ponto pré-selecionado de um banho controlado 
termostáticamente. 
2.3.4 Faixa de Medição e Faixa de Trabalho 
[Measuring Range] [Working Range] 
 
Conjunto de valores de um mensurando para o qual se admite que o erro de um 
instrumento de medição mantém-se dentro dos limites especificados. 
"Erro" é determinado em relação a um valor verdadeiro convencional. 
2.3.5 Condições de Utilização 
[Rated Operating Conditions] 
 
Condições de uso para as quais as características metrológicas especificadas de 
um instrumento de medição mantêm-se dentro de limites especificados. 
As condições de utilização geralmente especificam faixas ou valores aceitáveis 
para o mensurando e para as grandezas de influência. 
2.3.6 Condições Limites 
[Limiting Conditions] 
 
Condições extremas nas quais um instrumento de medição resiste sem danos e 
degradação das características metrológicas especificadas, as quais são mantidas nas 
condições de funcionamento em utilizações subsequentes. 
As condições limites para armazenagem, transporte e operação podem ser 
diferentes; 
As condições limites podem incluir valores limites para o mensurando e para as 
grandezas de influência. 
2.3.7 Condições de Referência 
[Reference Conditions] 
 
 
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Condições de uso prescritas para ensaio de desempenho de um instrumento de 
medição ou para intercomparação de resultados de medições. 
As condições de referência geralmente incluem os valores de referência ou as 
faixas de referência para as grandezas de influência que afetam o instrumento de 
medição. 
2.3.8 Constante de um Instrumento 
[Instrument Constant] 
 
Fator pelo qual a indicação direta de um instrumento de medição deve ser 
multiplicada para obter-se o valor indicado do mensurando ou de uma grandeza 
utilizada no cálculo do valor do mensurando 
Instrumentos de medição com diversas faixas com um único mostrador, têm 
várias constantes que correspondem, por exemplo, a diferentes posições de um 
mecanismo seletor. 
Quando a constante for igual a um, ela geralmente não é indicada no 
instrumento. 
2.3.9 Característica de Resposta 
[Response Characteristic] 
 
Relação entre um estímulo e a resposta correspondente, sob condições definidas. 
Exemplo: A força eletromotriz (fem) de um termopar como função da 
temperatura. 
A relação pode ser expressa na forma de uma equação matemática, uma tabela 
numérica ou um gráfico.Quando o estímulo varia como uma função do tempo uma forma de 
característica de resposta é a função de transferência ( transformada de Laplace" da 
resposta dividida pela do estímulo). 
2.3.10 Sensibilidade 
[Sensitivity] 
 
Variação da resposta de um instrumento de medição dividida pela 
correspondente variação do estímulo. 
A sensibilidade pode depender do valor do estímulo. 
2.3.11 (Limiar de) Mobilidade 
[Discrimination (Threshold)] 
 
Maior variação no estímulo que não produz variação detectável na resposta de 
um instrumento de medição, sendo a variação no sinal de entrada lenta e uniforme. 
O limiar de mobilidade pode depender, por exemplo, de ruído (interno ou 
externo) ou atrito. Pode depender também do valor do estímulo. 
2.3.12 Resolução (de um Dispositivo Mostrador) 
[Resolution (of a Displaying Device)] 
 
Menor diferença entre indicações de um dispositivo mostrador que pode ser 
significativamente percebida. 
 
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Para dispositivo mostrador digital, é a variação na indicação quando o dígito 
menos significativo varia de uma unidade. 
Este conceito também se aplica a um dispositivo registrador. 
2.3.13 Zona Morta 
[Dead Band] 
 
Intervalo máximo no qual um estimulo pode variar em ambos os sentidos sem 
produzir variação na resposta de um instrumento de medição. 
A zona morta pode depender da taxa de variação. 
A zona morta, algumas vezes pode ser deliberadamente ampliada de modo a 
prevenir variações na resposta para pequenas variações no estimulo. 
2.3.14 Estabilidade 
[Stability] 
 
Aptidão de um instrumento de medição em conservar constantes suas 
características metrológicas ao longo do tempo. 
Quando a estabilidade for estabelecida em relação à outra grandeza que não o 
tempo, isto deve ser explicitamente mencionado; 
A estabilidade pode ser quantificada de várias maneiras, por exemplo: 
 
 Pelo tempo no qual a característica metrológica, varia de um valor 
determinado; 
 Em termos da variação de uma característica em um determinado período de 
tempo. 
2.3.15 Neutralidade 
[Transparency] 
 
Aptidão de um instrumento de medição em não alterar o valor do mensurando. 
Exemplos: 
 
 Uma balança é um instrumento discreto para medição de massas. 
 Um termômetro de resistência que aquece o meio no qual a temperatura está 
sob medição, não é discreto. 
2.3.16 Deriva 
[Drift] 
 
Variação lenta de uma característica metrológica de um instrumento de medição. 
Exemplo: variação na sensibilidade com o passar dos anos. 
2.3.17 Tempo de Resposta 
[Response Time] 
 
Intervalo de tempo entre o instante em que um estímulo é submetido a uma 
variação brusca e o instante em que a resposta atinge e permanece dentro de limites 
especificados em torno do seu valor final estável. 
 
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2.3.18 Exatidão de um Instrumento de Medição 
[Accuracy of a Measurin Instrument] 
 
Aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um valor 
verdadeiro. 
Exatidão é um conceito qualitativo. 
2.3.19 Classe de Exatidão 
[Accuracy Class] 
 
Classe de instrumentos de medição que satisfazem a certas exigências 
metrológicas destinadas a conservar os erros dentro de limites especificados. 
Uma classe de exatidão é usualmente indicada por um número ou símbolo 
adotado por convenção e denominado índice de classe. 
2.3.20 Erro (de Indicação) de um Instrumento de Medição 
[Error (of Indication) of a Measuring Instrument] 
 
Indicação de um instrumento de medição menos um valor verdadeiro da 
grandeza de entrada correspondente. 
Uma vez que um valor verdadeiro não pode ser determinado, na prática é 
utilizado um valor verdadeiro convencional. 
Este conceito aplica-se principalmente quando o instrumento é comparado a um 
padrão de referência. 
Para uma medida materializada, a indicação é o valor atribuído a ela. 
2.3.21 Erros Máximos Admissíveis (de um instrumento de medição) 
[Maximum Permissible Errors (of a Measuring Instrument)] 
Limites de Erros Admissíveis (de um Instrumento de Medição) 
[Limits of Permissible Error (of a Measuring Instrument)] 
 
Valores extremos de um erro admissível por especificações, regulamentos, etc 
para um dado instrumento de medição. 
2.3.22 Erro no Ponto de Controle (de um Instrumento de Medição) 
[Datum Error (of a Measuring Instrument)] 
 
Erro de um instrumento de medição em uma indicação especificada ou em um 
valor especificado do mensurando, escolhido para controle do instrumento. 
2.3.23 Erro no Zero (de um Instrumento de Medição) 
[Zero Error (of a Measuring Instrument)] 
 
Erro no ponto de controle de um instrumento de medição para o valor zero do 
mensurando. 
2.3.24 Erro Intrínseco (de um Instrumento de Medição) 
[Intrinsic Error (of a Measuring Instrument)] 
 
Erro de um instrumento de medição, determinado sob condições de referência. 
 
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2.3.25 Tendência (de um Instrumento de Medição) 
[Bias (of a Measuring Instrument)] 
 
Erro sistemático da indicação de um instrumento de medição. 
Tendência de um instrumento de medição é normalmente estimada pela média 
dos erros de indicação de um número apropriado de medições repetidas. 
2.3.26 Isenção de Tendência (de um Instrumento de Medição > 
[Freedom From Bias (of a Measuring\Instrument)] 
 
Aptidão de um instrumento de medição em dar indicações isenta de erro 
sistemático. 
2.3.27 Repetitividade (de um Instrumento de Medição) 
[Repeatabiíity (of a Measuring Instrument)] 
 
Aptidão de um instrumento de medição fornecer indicações muito próximas, em 
repetidas aplicações do mesmo mensurando, sob as mesmas condições de medição. 
Estas condições incluem: 
 
 Redução ao mínimo das variações devido ao observador; 
 Mesmo procedimento de medição; 
 Mesmo observador; 
 Mesmo equipamento de medição, utilizado nas mesmas condições; 
 Mesmo local; 
 Repetições em um curto período de tempo. 
 
Repetibilidade pode ser expressa quantitativamente em termos das 
características da dispersão das indicações. 
2.4 Medição de Corrente e de Tensão 
2.4.1 Amperímetro - Medição de Corrente 
 
Todos os instrumentos destinados a medir correntes, que atualmente são 
utilizados, baseiam o seu funcionamento na ação magnética da corrente. Medidores de 
corrente ou amperímetros são ligados em série com o circuito de corrente, apresentando 
uma pequena resistência interna. Instrumentos de ferro móvel são fabricados para 
correntes até 250A, enquanto os de bobina móvel são executados para medir correntes 
de apenas alguns ampères. 
 
2.4.1.1 Medição de Corrente Mais Elevada 
 
Liga-se exatamente ao instrumento um resistor em paralelo, designado por 
derivador (antigamente shunt). 
 
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Caso o amperímetro deva ser utilizado para uma faixa de medição n vezes 
superior a existente (fator de amplificação n), então uma parte da corrente passará pelo 
amperímetro e (n-1) partes deverão passar pelo derivador. 
 
Resistência 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplo: A faixa de medição de amperímetro deve ser ampliada de 100µA para 
1A. A resistência interna é de 2 ohms. Qual o tamanho do derivador ? 
Fator de amplificação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para a medição de correntes alternadas elevadas, são usados transformadores de 
corrente. 
 
2.4.2 Voltímetro - Medição de Tensão 
 
Medidores de tensão ou voltímetros são medidores de corrente com elevada 
resistência interna. Quando da aplicação de uma tensão, circula nos aparelhos uma 
determinada corrente, que provoca a deflexão do ponteiro. Devido à resistência interna 
inalterável do instrumento, a escala pode ser ajustada em volts. Voltímetros são ligados 
em paralelo com o consumidor ou rede. 
2.4.2.1 Medição de Tensão Mais Elevadas 
 
É utilizado um resistor de pré-ligação. 
 
 
Se a tensão a ser medidaé n vezes superior a faixa de medição existente, 
então o valor de tensão a ser consumido pelo resistor é de (n - 1) volts. 
 
 = Resistor de pré-ligação = Resistência interna do instrumento 
 
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Exemplo: A faixa de medição de um voltímetro de 12 volts deve ser ampliada para 60 
volts. A resistência interna do instrumento é de 2000 ohms. Qual o valor de ? 
 
Fator 
 
 
 
 
Para a medição de tensões alternadas elevadas, empregam-se transformadores de 
potencial. 
 
2.4.3 Ohmímetro - Medição da Resistência 
2.4.3.1 Resistência Obtida Pela Medição da Tensão e da Corrente 
 
A determinação da resistência de uma carga pode ser feita por medição indireta. 
Para tanto, o elemento resistivo é ligado a uma tensão, medindo-se a sua queda de 
tensão e a absorção da corrente. O valor da resistência é obtido segundo a Lei de Ohms: 
R= E/I. 
Nas medições de grande precisão, devem ser levadas em consideração a 
resistência interna e a corrente absorvida pelo instrumento de medição. 
 
 
2.4.3.2 Medição por Meio de Ohmímetro 
 
Ligando-se diversos resistores de valores diferentes a uma mesma tensão, então 
em cada um aparecerá uma corrente de valor diferente. As grandezas das correntes são 
inversamente proporcionais aso valores dos resistores. Quando da interrupção de um 
circuito de corrente, isto é, quando a resistência tem um valor infinitamente elevado, a 
corrente terá valor nulo. Por estas razões, a escala de um amperímetro pode ser 
calibrada em ohms e o instrumento utilizado como um ohmímetro. 
 
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A escala em ohms começa então com o valor infinito (∞). 
 
 
 
A fonte de tensão é normalmente uma bateria de 4 volts. O valor da deflexão 
máxima do instrumento (valor zero) é ajustado mediante o pressionamento do botão 
de prova (eliminação do resistor ) e pelo ajuste do resistor preligado. Quando 
diferentes baterias são usadas, a tensão exata é obtida por meio de um divisor de tensão. 
 
2.4.4 Medição de Potência 
 
Nos instrumentos eletrodinâmicos utilizados para a medição de potência, um 
resistor é ligado antes da bobina de tensão, quando a corrente nesta bobina não deve 
atingir valores muito elevados. 
Neste caso, a ligação deve ser feita de tal forma que a bobina de corrente e a de 
tensão em uma de suas extremidades estejam ligadas ao mesmo polo (P). 
 
 
Assim, evita-se que entre as duas bobinas estejam atuando toda a tensão, o que 
poderia dar origem à descarga no instrumento. 
 
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Se a deflexão do ponteiro se der no sentido inverso ao desejado, então é 
necessário inverter a polaridade de uma das bobinas não modificaria o sentido de 
deflexão. 
Nos casos de igual carga para a fase, a potência total é 3 vezes maior que a 
potência de uma fase. Por esta razão, um medidor de potência pode ser ligado a um dos 
condutores de fase (A). A bobina de tensão é ligada entre a fase considerada (R) e o 
condutor neutro ou ponto de estrela. 
 
 
No caso de um sistema de 3 condutores, o ponto neutro é formado artificialmente por 
meio de 3 resistores, neste caso, o resistor de pré-ligação deve ser menor que os 
resistores R1 e R2, pelo valor da resistência interna do aparelho , de modo que 
 
 
 
 
 
No caso de cargas desequilibradas nas diversas fases, a medição pode ser feita 
por meio de 3 wattímetros. 
 
 
 
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A potência total é dada pela soma das 3 potências parciais. A bobina de corrente 
é ligada nas 3 fases, e os terminais das 3 bobinas de tensão são unidos entre si ou 
levados a um condutor neutro existente. A ligação com 3 wattímetros é pouco usada, 
empregando-se mais o sistema de 2 wattímetros, que permite obter o valor total, 
somando-se os valores medidos em ambos os instrumentos. 
 
 
As bobinas de corrente são inseridas em duas fases externas e as extremidades 
das duas bobinas de tensão são ligadas àquele condutor de fase, que ainda não recebeu 
ligação. 
 
2.4.5 Medidores de Energia Elétrica 
 
Para a medição do trabalho elétrico, são empregados medidores de energia 
elétrica cujos valores são obtidos em função da tensão, da corrente e do tempo. 
Dependendo do seu emprego, são encontrados diversos tipos, classificados segundo: 
 
 
 
2.4.6 Megômetro - Megger 
 
O megôhmetro é um instrumento de medidas elétricas destinadas à medição da 
resistência de isolamento dos dispositivos ou equipamentos elétricos (motores, 
transformadores, redes de eletrodutos metálicos, cabos, etc.). Essa resistência de 
isolamento é normalmente de valores elevados, na ordem de megohms (MΩ). O valor 
de 1 MΩ= 1.000.000 Ω. 
Basicamente, os megôhmetros são constituídos pelos seguintes componentes: 
 
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O funcionamento do megôhmetro é baseado no princípio eletrodinâmico com 
bobinas cruzadas, tendo como polo fixo, um imã permanente e como pólos móveis as 
bobinas B e B1. 
Quando a manivela do gerador de CC é girada obtêm-se uma tensão de valor 
variável, de acordo com a velocidade que esteja sendo impressa à manivela. Essa tensão 
é enviada ao regulador de tensão que a estabiliza em 500 ou 1000 V, sendo enviada aos 
bornes L e T. 
Se os bornes L e T estiverem abertos, haverá circulação de corrente somente 
pela bobina B, que recebe tensão através do resistor de amortecimento R. 
 
 
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O campo magnético criado por essa bobina B um deslocamento do conjunto de 
bobinas móveis, levando o ponteiro para o ponto infinito da escala graduada. 
Se os bornes L e T estiverem fechados em curto circuito haverá circulação de 
corrente também pela bobina B1, que receberá tensão através do resistor de 
amortecimento R1. 
 
 
O campo magnético criado pela bobina B1 será forte e oposto ao criado pela 
bobina, o que fará com que o conjunto de bobinas móveis se desloque para outro lado, 
levando o ponteiro para o ponto zero da escala graduada. 
Se os bornes L e T forem fechados através de um resistor Rx de valor elevado, a 
corrente que fluirá pela bobina B1 terá uma intensidade menor, ocasionada pela queda 
de tensão no resistor Rx. 
 
 
O campo magnético criado pela bobina B1 terá uma intensidade menor, porém 
ainda em oposição ao campo criado pela bobina B. Nessa situação o conjunto móvel se 
deslocará levando o ponteiro para um ponto intermediário da escala graduada. Esse 
ponto intermediário é o valor da resistência ôhmica do resistor Rx. 
A escala do megôhmetro é graduada em megohms e a sua graduação não é 
homogênea. 
 
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A leitura da escala graduada do megômetro é direta, ou seja, basta localizar a 
posição do ponteiro sobre a escala graduada e fazer a leitura. 
 
O ponteiro está localizado sobre o número 20. Portanto, Ri = 20 MΩ. 
 
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O ponteiro está localizado sobre o número 1,4. Portanto, Ri = 1,4 MΩ. 
Medição da resistência de isolamento entre a fiação e a tubulação metálica 
(massa) da instalação elétrica. 
 
 
O borne T é conectado à tubulação metálica (massa) da instalação elétrica, e o 
borne L é conectado à fiação da instalação. 
 
2.4.7 Frequencímetro 
 
Para as medições em baixa frequência, é geralmente usado o freqüencímetro de 
lâminas. 
 
 
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O instrumento baseia o seu funcionamento nos efeitos de ressonância. Uma 
determinada quantidade de Lâminas metálicas (línguas) de diferentes frequências, 
próprias de ressonância, é levada a vibrar, pela ação dos impulsos magnéticos 
provenientes de um eletroímã alimentado com frequência nominal da rede. Com isto, 
uma das lâminas vibrará com maior intensidade, e exatamente aquela cuja frequência 
própria é a mesma cômoda frequência aplicada. Lâminas adjacentes também vibrarão, 
porém com menor intensidade. 
 
2.4.8 Medidor de Fator de Potência 
 
O fator de potência podeser determinado por cálculo baseado na tensão, 
corrente e potência útil, ou senão diretamente por meio de um medidor de fator de 
potência. A construção deste instrumento corresponde ao de um instrumento 
eletrodinâmico blindado em invólucro de ferro, com bobinas cruzadas móveis. Os polos 
do núcleo de ferro, que é fixo, são estabelecidos por meio de uma bobina de corrente. 
Ambas as bobinas do sistema móvel de bobinas cruzadas são ligadas à tensão e 
apresentam um comportamento em oposição. Aplicando-se corrente alternada 
monofásica, uma das duas bobinas cruzadas, ligadas em paralelo, irá comandar uma 
indutância, enquanto a outra comandará um resistor puro. 
 
No caso de corrente trifásica, ambas as bobinas cruzadas estão ligadas a duas 
tensões, defasadas entre si, da rede trifásica. 
 
 
Em ambos os casos analisados, apresentam-se conjugados opostos nas bobinas 
cruzadas, devido ao defasamento, em relação à bobina de corrente. O conjugado que 
atua sobre a deflexão do ponteiro é determinado pela bobina, cuja tensão apresenta um 
maior deslocamento de fase em relação à corrente da bobina de corrente. O ponto zero 
 
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do instrumento, tal como em todos os instrumentos de bobina cruzada, é dado apenas 
após a ligação da tensão, estes instrumentos tem amortecimento por correntes parasitas. 
 
2.4.9 Volt-Amperímetro Tipo Alicate 
 
O amperímetro comum é acoplado ao circuito, quando empregado para medir a 
corrente elétrica em CA. Podemos efetuar essa mesma medida com um volt-
amperímetro tipo alicate, sem a necessidade de acoplamento com o circuito, pois esse 
instrumento é constituído pelo secundário de um transformador de corrente, para captar 
a corrente do circuito. 
O volt-amperímetro tipo alicate apresenta os seguintes componentes básicos 
externos: 
 
A - Gancho (secundário de um TC); 
B - Gatilho (para abrir o gancho); 
C - Parafuso de ajuste (para zerar o ponteiro); 
D - Visor da escala graduada; 
E - Terminais (para medição de tensão); 
F - Botão seletor de escala. 
 
O volt-amperímetro tipo alicate apresenta os seguintes componentes básicos 
internos: 
 
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a - Gancho (bobinado secundário de um TC); 
b - Retificador; 
c - Resistor shunt para medições amperimétricas; 
d - Galvanômetro; 
e - Terminais; 
f - Seletor de escala; 
g - Resistores de amortecimento para medições voltimétricas. 
 
O princípio de funcionamento do volt-amperímetro tipo alicate é do tipo bobina 
móvel com retificador e é utilizado tanto para medições de tensão como de corrente 
elétrica. 
Observação: Quando o volt-amperímetro tipo alicate é utilizado na medição de 
tensão elétrica, funciona exatamente como o multiteste. 
Na medição da corrente o gancho do instrumento deve abraçar um dos 
condutores do circuito em que se deseja fazer a medição (seja o circuito trifásico ou 
monofásico). 
 
 
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O condutor abraçado deve ficar o mais centralizado possível dentro do gancho. 
 
 
O condutor abraçado funciona como o primário do TC e induz uma corrente no 
secundário (o próprio gancho). Essa corrente secundária é retificada e enviada ao 
galvanômetro do instrumento, cujo o ponteiro indicará, na escala graduada, o valor da 
corrente no condutor. 
Os volt-amperímetros tipo alicate não apresentam uma boa precisão no início de 
sua escala graduada, mesmo assim podem ser empregados nas medições de correntes 
com baixos valores (menores que 1A). Nesse caso, deve-se passar o condutor duas ou 
mais vezes pelo gancho do instrumento. 
 
Para sabermos o resultado da medição basta dividirmos o valor lido pelo 
número de vezes que o condutor estiver passando pelo gancho. 
Suponha que o instrumento da figura acima esteja indicando uma corrente de 
3A. 
A corrente real que circula no condutor será: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.5 Simbologia dos Instrumentos de Medidas Elétricas 
 
Para ter segurança no uso dos instrumentos de medidas elétricas você deverá 
escolher aquele que tem as características necessárias à medição a ser feita. 
 
 
 
Para tanto, observe que os instrumentos se distinguem por símbolos gravados em 
seus visores. 
Classe de precisão: A precisão do instrumento é indicada pelo seu erro em 
porcentagem do seu valor, no fim da escala. 
 
Exemplo: Qual é o erro de um amperímetro para 60 A da classe 1,5, quando o 
instrumento indica 40 A? 
Erro de medição ±1,5% de 60 A = 0,015 x 60 = ±0,9 A 
O valor real está entre 39,1 e 40,9 A. 
 
 
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2.6 Simbologia de Instrumentação 
 
Com objetivo de simplificar e globalizar o entendimento dos documentos 
utilizados para representar as configurações utilizadas para representar as configurações 
das malhas de instrumentação, normas foram criadas em diversos países. 
No Brasil Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) através de sua 
norma NBR 8190 apresenta e sugere o uso de símbolos gráficos para representação dos 
diversos instrumentos e suas funções ocupadas nas malhas de instrumentação. No 
entanto, como é dado a liberdade para cada empresa estabelecer/escolher a norma a ser 
seguida na elaboração dos seus diversos documentos de projeto de instrumentação 
outras são utilizadas. Assim, devido a sua maior abrangência e atualização, uma das 
normas mais utilizadas em projetos industriais no Brasil é a estabelecida pela ISA 
(Instrument Society of America). 
A seguir serão apresentadas as normas ABNT e ISA, de forma resumida, e que 
serão utilizadas ao longo dos nossos trabalhos. 
2.6.1 Simbologia Conforme Norma ABNT (NBR-8190) 
2.6.1.1 Tipos de Conexões 
 
2.6.1.2 Código de Identificação de Instrumentos 
 
Cada instrumento deve se identificar com um sistema de letras que o classifique 
funcionalmente. 
Como exemplo, uma identificação representativa é a seguinte: 
 
 
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2.6.1.3 Simbologia de Identificação de Instrumentos de Campo e Painel 
 
2.6.1.3.1 Instrumentos de Vazão 
 
 
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2.6.1.3.2 Válvulas de Controle 
 
2.6.1.4 Alguns Arranjos Típicos de Instrumentos 
2.6.1.4.1 Vazão 
 
 
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2.6.1.4.2 Pressão 
 
 
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2.6.1.4.3 Temperatura 
 
 
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2.6.1.4.4 Nível 
 
 
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2.6.2 Símbolos de Linha de Instrumentos 
 
Todas as linhas são apropriadas em relação às linhas do processo de tubulação: 
 
 
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2.6.2.1 Símbolos Opcionais Binários (ON – OFF) 
 
 
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2.6.3 Símbolos Gerais de Instrumentos ou de Funções 
 
2.7 Fluxogramas de Processo 
 
Fluxogramas são as representações simbólicas do processo para fins de 
localização, identificação e análise do funcionamento de seus componentes. Os 
fluxogramas são desenhos esquemáticos sem escala que mostram toda a rede de 
tubulações e os diversos vasos, bombas, instrumentos e todo equipamento pertencente 
ao processo. 
 
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Nos fluxogramas de processo deve estar contido o seguinte. 
 
 As tubulações principais com indicação do fluido contido e do sentido do 
fluxo; 
 As principais válvulas de bloqueio, regulagem, controle, segurança, alívio 
etc. 
 Todos os vasos (tanques, torres, tambores, reatores etc.) com indicação das 
características básicas, como tipo, dimensões principais, temperatura e 
pressão de trabalho, número de bandejas etc. 
 Todos os equipamentos importantes (bombas, compressores, ejetores, 
filtros, trocadores de calor etc.) com indicação das características básicas, 
como vazão, temperatura, pressão, carga térmica etc. 
 Todos os instrumentos principais