Lista de Exercícios 1

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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia De Minas Gerais
Campus Formiga
FGGELET - Bacharelado em Engenharia Elétrica (9o Período)
Disciplina: Instrumentação e Automação Industrial
Professora: Thaísa Rodrigues Loback Durães
(thaisa.rodrigues@ifmg.edu.br)
Lista de Exercícios 1 1º Semestre de 2023
Questões Abertas
1) Pesquise e explique (não se esqueça de citar as fontes de pesquisa):
a) As modificações na arquitetura da automação da concepção Indústria 3.0 para a Indústria 4.0
b) Quando um transdutor pode ser um transmissor.
c) A diferença entre sensores e transdutores. Utilize exemplos de dispositivos para diferenciar entre um e outro.
d) A carta de 22 de março de 2023, em que líderes mundiais em tecnologia pedem a pausa no desenvolvimento de
Inteligência Artificial. Descubra o que causou esse pedido e comente sobre os impactos que o desenvolvimento
tecnológico e a automatização causam na sociedade.
2) Procure relações entre os vários conceitos de sistemas de medição. Busque por semelhanças que podem causar
confusão entre os diferentes conceitos e faça as diferenciações.
3) Considere a sequência de valores de medidas abaixo:
10,1; 10; 9,8; 9,9; 10,2; 10,2; 10; 10,1; 9,9; 10.
Qual o valor a ser considerado da medida e a incerteza relacionada à sua medição?
4) A temperatura mínima que um termômetro consegue ler é de 0 oC e máxima de 95 oC. Esse termômetro tem um
mostrador digital (display) de 2 dígitos sem ponto flutuante (mostra apenas números inteiros. Pergunta-se:
a) Qual a faixa de operação desse instrumento?
b) Qual o valor do span?
c) Qual a resolução desse termômetro (limitada pelo display)?
5) Considere que o seguinte erro comece a ocorrer: um valor de 5 oC está somado em todas as temperaturas, a
temperatura mínima é mostrada como 5 oC e a máxima como 105 oC. Como se classifica esse erro?
6) Ao perceber que determinado instrumento tem uma tendência a indicar medições acima do valor correto, certo aluno
decide melhorar a precisão do instrumento aumentando o número de medições efetuadas. A fim de alcançar este
propósito, o aluno conectou o instrumento ao processo e pediu a vários colegas para irem até a montagem e
simplesmente anotassem o valor que cada um lia no indicador do instrumento. Surpreso, o aluno verificou que esse
procedimento não melhorou a qualidade do conjunto de medições. Critique o procedimento seguido e tente
encontrar as razões para o fracasso.
7) Qual é a diferença entre Variável do Processo (VP) e Variável Manipulada (MV)?
8) Qual é a sensibilidade de um instrumento cuja saída é 17,5 mV para uma variação da entrada de 7°C?
9) Um sensor de temperatura tem uma faixa de medição de 0 a 120°C e exatidão de ±3°C. Qual é a sua exatidão em
porcentagem do fundo de escala?
10) Um sensor de fluxo tem uma faixa de medição de 0 to 25 m/s e exatidão em porcentagem do fundo de escala de
±4,5%. Qual é a exatidão absoluta?
11) Enumere as vantagens e desvantagens dos sistemas de controle em malha aberta e em malha fechada.
12) Explique um sistema em malha fechada em termos dos tipos de variáveis e instrumentos utilizados.
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Lista de Exercícios 1 1º Semestre de 2023
13) Conceitue:
a) Controle Manual
b) Controle Automático
c) Controle Auto-operado
14) Identifique os instrumentos e equipamentos representados no seguinte diagrama P&ID:
15) Um tanque de água tem profundidade de 7,0 pés. Qual é a pressão na base do tanque em psi e Pa? (massa específica
da água = 103 kg/m3).
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Lista de Exercícios 1 1º Semestre de 2023
16) Um manômetro do tipo U contém um fluido com densidade de 1,6 g/cm3. O fluido é utilizado na medição de
diferença de pressão de água. Qual é a diferença de pressão para uma leitura de 12 cm?
17) Qual é o motivo da utilização de um medidor de pressão diferencial para caracterizar o nível de um tanque aberto?
18) Explique o funcionamento do medidor de nível com borbulhador. Em que situações aconselha-se a aplicação desse
tipo de medidor?
19) Um sensor capacitivo é formado por duas placas planas paralelas, imersas em 30% de ar e 70% de um dielétrico.
Cada placa tem altura h = 0,1 m e comprimento l = 0,5 m, distância d = 0,01 m entre as placas e a permeabilidade
relativa do meio dielétrico εr = 1. Qual o valor da capacitância, se o nível do tanque aumentar em 10%?
20) Considerando-se que as ligações de um termopar a um voltímetro adequado estejam corretas, é possível medir uma
tensão elétrica (mV) negativa? Explique.
21) Utilizando a tabela do termopar tipo K, calcule os valores em temperatura dos pontos dados em mV: -0,28; 0,08;
1,23 e 2,85 para uma temperatura ambiente de 20 oC, utilize o sistema apresentado na figura a seguir:
Questões Fechadas
1) Identifique quais características são pertencentes ao erro sistemático e ao erro aleatório. A identificação deve ser da
seguinte forma:
(1) Erro sistemático
(2) Erro aleatório
( ) Não pode ser eliminado por repetições das medições.
( ) Pode ser minimizado por repetições das medições.
( ) Requer análise estatística.
( ) A calibração pode minimizar este tipo de erro.
( ) A reprodução do erro está constantemente na mesma direção.
( ) São inerentes do sistema de medida ou dos instrumentos de medida.
Assinale a alternativa que corresponde à identificação correta:
a) ( ) 1 – 1 – 2 – 1 – 2 – 2.
b) ( ) 2 – 2 – 1 – 1 – 1 – 2.
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c) ( ) 1 – 2 – 2 – 1 – 1 – 1.
d) ( ) 1 – 2 – 2 – 1 – 1 – 2.
2) (IFRS-2015) Assinale a alternativa que corresponde ao parâmetro característico de um sistema de medição descrito
da seguinte forma: “É a máxima variação que a variável pode ter sem que provoque alteração na indicação ou sinal
de saída de um instrumento.”
a) Sensibilidade
b) Histerese
c) Exatidão
d) Zona morta
e) Repetibilidade
3) (INB-2018) As características dos sistemas de medição que relacionam o estímulo com a resposta são:
a) histerese, sensibilidade e tempo de resposta
b) curva característica de resposta, linearidade e tendência
c) repetitividade, estabilidade e reprodutibilidade
d) curva de erros, erro de linearidade e erro máximo
4) (PETROBŔAS-2018) Um instrumentista designado para realizar um projeto de engenharia utilizou nesse projeto
vários símbolos empregados em instrumentação (Diagrama P&ID). Os símbolos empregados pelo instrumentista no
projeto foram:
A sequência I, II, III, IV de símbolos representa, respectivamente, sinais do tipo:
a) hidráulico, binário pneumático, elétrico e eletromagnético
b) hidráulico, binário pneumático, eletromagnético, binário elétrico
c) hidráulico, binário pneumático, pneumático e elétrico
d) binário elétrico, elétrico, eletromagnético e pneumático
e) elétrico, binário pneumático, eletromagnético e binário elétrico.
5) Para um projeto de engenharia, a simbologia e a identificação dos instrumentos são fundamentais para estruturar o
projeto. A ISA (The Instrumentation, Systems & Automation Society) conceitua que cada instrumento será
identificado por um conjunto de Letras e Números. A segunda letra do conjunto de letras
a) representa a função do instrumento na malha
b) representa a variável de medida
c) representa a possibilidade de instalação em ambienterestrito
d) indica a malha do processo no qual o instrumento está inserido
e) indica a área/fábrica à qual pertence o instrumento
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Lista de Exercícios 1 1º Semestre de 2023
6) (INB-2018) São transdutores de pressão, exceto:
a) Tubo de Bourdon
b) Barômetro
c) Diafragma
d) Fole
7) Em se tratando de Medição de Nível, uma medida cujo mecanismo ou elemento de medição tem contato direto com
a substância a ser medida é classificada como Medida Direta. Entre as alternativas abaixo, qual apresenta apenas
sistemas de medição classificados como Medida Direta?
a) Medição por empuxo, medição por capacitância e medição por unidade de grade.
b) Medição por visores de nível, medição por boias e medição por empuxo.
c) Medição por capacitância, medição por empuxo, medição por pressão hidrostática.
d) Medição por pressão hidrostática, medição por contatos de eletrodos e medição por capacitância.
e) Medição por visores de nível, medição por contatos de eletrodos e medição por boias.
8) Na escala Celsius o ponto de fusão do gelo é 0 °C e o ponto de ebulição da água é 100 °C. Já para a escala Kelvin a
temperatura correspondente é 100 °C, enquanto que a temperatura correspondente ao ponto de ebulição é 373 °C.
Considere que a pressão é de 1 atm e que o mercúrio em um termômetro sofre dilatação linear. Tem-se 324 K, qual o
valor correspondente na escala Celsius nesse termômetro?
a) 48.
b) 44.
c) 75.
d) 67.
e) 51.
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SIMBOLOGIA
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Instrumentação: Símbolos e identificação 12
Tabela 2: Significado das letras de identificação: 
 
 Primeira Letra Letras subsequentes 
 Variável medida ou 
inicial 
Modificadora Função de 
informação 
ou Passiva 
Função 
Final 
Modificadora 
A Analisador - Alarme - - 
B Chama de queimador - Indefinida Indefinida Indefinida 
C Condutividade elétrica - - Controlador 
(12) 
- 
D Densidade ou massa 
específica (Density) 
Diferencial - - - 
E Tensão elétrica - Elemento 
primário 
- - 
F Vazão (Flow) Razão 
(fração) 
- - - 
G Medida dimensional - Visor - - 
H Comando Manual 
(Hand) 
- - - 
I Corrente Elétrica - Indicador - - 
J Potência Varredura ou 
seletor 
- - - 
L Nível (Level) - Lâmpada 
piloto 
- - 
M Umidade (Moisture) - - - - 
N Indefinida - Indefinida Indefinida Indefinida 
O Indefinida - Orifício de 
restrição 
- - 
P Pressão ou Vácuo Ponto de teste - - 
Q Quantidade ou Evento Integrador ou 
totalizador 
- - - 
R Radioatividade - Registrador ou 
Impressor 
- - 
S Velocidade ou 
freqüência (Speed) 
Segurança - Chave - 
T Temperatura - Transmissor 
U Multivariável - Multifunção Multifunção Multifunção 
V Viscosidade - - Válvula - 
W Peso ou Força (weigh) - Poço - - 
X Não classificada - Não 
classificada 
Não 
classificada 
Não 
classificada 
Y Indefinida - - Relé ou 
computação 
- 
Z Posição - - Elemento 
final de 
controle não 
classificado 
-