certificacaotecnica com br-Exercício de Fixação - Especificação de sensores analógicos (1)

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Exercício de Fixação - Especificação de sensores
analógicos
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QUESTIONÁRIO
Iniciado em quinta-feira, 23 mai. 2024, 11:50
Estado Finalizada
Concluída em quinta-feira, 23 mai. 2024, 11:53
Tempo empregado 3 minutos 3 segundos
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Questão 1
Correto
Atingiu 2,0 de 2,0
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Texto da questão
A instrumentação eletrônica projeta e maneja equipamentos e controladores,
realizando as medições necessárias no meio industrial e controlando máquinas e
processos.
 
Sensores e transdutores são elementos imprescindíveis na instrumentação
eletrônica, visto que capturam as informações da malha controlada
constantemente.
Na seleção dos sensores e transdutores a aplicar numa malha de controle, é
necessário verificar as características principais de funcionamento dos elementos,
visto que essas características definem se atuarão de forma eficiente e efetiva na
malha de controle, a fim de que o sistema trabalhe corretamente.
Sobre as principais características que definem a efetividade de um sensor ou
transdutor numa aplicação industrial, assinale a alternativa correta.
 
Escolha uma opção:
a.
https://www.certificacaotecnica.com.br/mod/quiz/review.php?attempt=6725540&cmid=62914
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A histerese de um sensor define a quatidade máxima de erro que pode existir na
medição, considerando que influencia diretamente a zona morta.
 
b.
A sensibilidade de um transdutor se liga diretamente à sua precisão, mas não à
quantidade de variação de sinal elétrico em sua saída.
 
c.
A resolução define quais valores poderão ser lidos e monitorados por um sensor, os
quais pertencem ao range do sensor.
 
O range representa a faixa de medição de um sensor ou transdutor, na qual está sua
resolução, visto que é o menor incremento da grandeza a medir que pode ser detectado
pelo sensor ou transdutor.
 A precisão demonstra o erro máximo que pode ocorrer numa medição em qualquer
ponto do range, e a sensibilidade demonstra o quanto o sensor varia em sua saída em
relação à entrada.
 A histerese influencia a zona morta, mas não representa o erro que pode existir na
medição. Já a precisão especifica a efetividade da medição, mas não se a resposta do
sensor será linear.
 
d.
A precisão especifica o quanto a resposta de um sensor é linear. Assim, com ela é
possível verificar a efetividade da medição.
 
e.
O range de um sensor se liga diretamente à sua precisão, visto que, se for elevado, a
precisão tende a ser menor.
 
Feedback
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
A resolução define quais valores poderão ser lidos e monitorados por um sensor, os
quais pertencem ao range do sensor.
 
Questão 2
Correto
Atingiu 2,0 de 2,0
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Texto da questão
Entre as principais variáveis monitoradas e utilizadas para controlar o meio
industrial, a pressão tem destaque e relevância significativa, visto que, ao ser
monitorada e controlada, é uma grandeza de primeiro grau e tem relação direta
com outras grandezas. Sendo assim, o sistema de controle permite verificar
grandezas como nível, vazão e velocidade.
Transdutores de pressão convertem a pressão aplicada sobre eles em sinal
elétrico, em forma de tensão ou corrente elétrica. Basicamente, todo transdutor de
pressão é composto de um material que permite a deformação de maneira
elástica e de um circuito que realiza a conversão para a saída em forma de sinal
elétrico.
A respeito das características técnicas dos elementos utilizados para medir
pressão, marque V (verdadeiro) ou F (falso):
( ) O material que permite a deformação tem geometria e tamanho diferente de
acordo com a faixa de pressão a monitorar.
( ) Os elementos do tipo piezoelétrico em geral são pequenos, têm sinal de
resposta linear e podem ser monitorados em alta frequência.
( ) Os elementos do tipo piezorresistivo são muito utilizados em células de carga,
aplicados em medições de flexão, cisalhamento e compressão.
( ) Os transdutores de pressão por silício têm alta sensibilidade, linearidade de
resposta e independem da variação térmica.
Assinale a alternativa que, de cima para baixo, preenche corretamente as lacunas.
 
Escolha uma opção:
c.
V, V, V, F.
 
A sequência correta é V, V, V, F.
 Em geral, os materiais utilizados nos transdutores de pressão devem permitir a
deformação de forma elástica, podendo voltar à condição inicial do material. Quando se
encerra o carregamento, a geometria e a dimensão dos transdutores se adéquam de
acordo com o range de medição, ou seja, a capacidade de medir o elemento sensor.
 Os transdutores de pressão que utilizam o princípio piezoelétrico de funcionamento são
os menores sensores encontrados. Sua geometria favorece a medição da maior parte
dos carregamentos, visto que podem fazer medições de baixa ou até alta frequência sem
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perder a linearidade de resposta em sua saída analógica.
Os transdutores de pressão que utilizam o princípio piezorresistivo podem ser utilizados
em diversas aplicações, visto que os strain gauges são muito pequenos, o que facilita a
adequação às células de carga, sendo aplicados nos mais diversos tipos de medição,
como flexão, cisalhamento e compressão.
 Os transdutores de pressão por silício têm alta sensibilidade e linearidade de resposta.
Por conta da facilidade de produzir em grande escala, são sensores de baixo custo. No
entanto, sofrem variações de leitura por conta da variação térmica, o que exige um
circuito corretor ou compensador.
 
e.
F, V, V, F.
 
Feedback
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
V, V, V, F.
 
Questão 3
Correto
Atingiu 2,0 de 2,0
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Texto da questão
Extensômetro (ou strain gauge) é um sensor colocado na superfície de uma peça e
mede a deformação diante da aplicação de um carregamento. Essa técnica é muito
utilizada para verificar os níveis de tensão atuante diante da condição de operação
de um equipamento ou máquina. Após o primeiro passo, realiza-se um ensaio de
extensometria, selecionando o local de instalação do strain gauge e verificando a
geometria da peça e o objetivo da medição. 
Selecionado o local de instalação, num ensaio de extensometria é necessário
escolher o tipo de extensômetro, podendo ser uniaxial ou roseta.
A peça de geometria a seguir deve passar por um ensaio de medição de
deformação, analisando as forças indicadas em roxo, considerando que o strain
gauge está instalado de forma correta sobre a face indicada.
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A respeito das características necessárias para o strain gauge a ser utilizado no
sistema, assinale a alternativa correta.
 
Escolha uma opção:
a.
O strain gauge deve ser do tipo roseta, visto que a peça tem uma geometria complexa e
irregular. Assim, a tensão principal sobre a peça não será homogênea.
 
Visto que a peça tem geometria complexa e irregular, a tensão principal sobre ela não
será homogênea; cada local terá uma direção diferente.
 Havendo direções em sentidos diferentes, a peça se deforma por um carregamento
combinado. Assim, é mais viável utilizar um strain gauge do tipo roseta, já que as
tensões predominantes estão em mais de uma direção.
 
b.
O strain gauge deve ser do tipo uniaxial, visto que a tensão aplicada sobre a peça
consiste numa tração.
 
c.
O strain gauge deve ser do tipo uniaxial, visto que a peça tem geometria complexa e
irregular. Assim, a tensão principal sobre a peça não será homogênea.
 
d.
O strain gauge deve ser do tipo uniaxial, visto que a tensão aplicada sobre a peça
consiste numa compressão.
 
e.
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O strain gauge deve ser do tipo roseta, visto que a tensão aplicada sobre a peça
consiste numa tração.
 
Feedback
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
O strain gauge deve ser do tipo roseta, visto que a peça tem uma geometria complexa e
irregular. Assim, a tensão principal sobre a peça não será homogênea.
 
Questão 4
Correto
Atingiu 2,0 de 2,0
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Texto da questão
Encoders são sensores classificados como eletromecânicos, cuja principal função
étransformar a posição em sinal elétrico. A robótica industrial os
utiliza principalmente em robôs articulados, que necessitam de altissima precisão
em seus movimentos, visto que atuam em vários eixos ao mesmo tempo.
Com o desenvolvimento tecnológico dos sistemas de controle, a utilização dos
encoders vem crescendo na automação industrial, desde maquinários mais
simples até os mais complexos.
Um sistema de controle de medição, conforme a imagem a seguir, monitora o
deslocamento de peças. O sistema se liga a um motor com rotação nominal de
1800rpm, e a peça se desloca sobre um cilindro com diâmetro de 100mm.
O encoder se aloca diretamente no eixo principal. O sistema mecânico foi ajustado
com toda a precisão necessária, visto que não existem folgas nem
escorregamentos entre a peça a ser medida e o cilindro. O sistema trabalha com
avanço e recuo contínuo, visto que a cada peça produzida o sistema recua para
uma nova peça.
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Considerando as características do sistema de controle e que o sistema exige
monitoramento de 1mm com precisão de 0,1mm, assinale a alternativa correta a
respeito da seleção do encoder a ser utilizado no sistema.
 
Escolha uma opção:
a.
O encoder pode ser do tipo absoluto ou incremental. Se for incremental, necessitará de
no mínimo 1570 pulsos por rotação; se for absoluto, no mínimo uma resolução de 12bits.
A frequência máxima de operação do sistema será de 15Hz, e o encoder necessitará de
ao menos um canal.
 
b.
O encoder pode ser do tipo absoluto ou incremental. Caso se escolha o incremental,
necessitará de no mínimo 3140 pulsos por rotação e, se for absoluto, no mínimo uma
resolução de 12bits. A frequência máxima de operação do sistema será de 30Hz, e o
encoder necessitará de ao menos dois canais.
 
O encoder pode ser do tipo absoluto ou incremental, visto que suas diferenças se
relacionam ao sistema de controle, e não à efetividade nas aplicações.
 Avanço = diâmetro x pi (adotamos pi = 3,14)
 Avanço = 100mm × 3,14
 Avanço = 314mm
 Pulsos por mm = 1mm / 0,1mm
 Pulsos por mm = 10
 Pulsos por rotação = avanço × pulsos por mm
 Pulsos por rotação = 314mm × 10
Pulsos por rotação = 3140
 
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Se for utilizado um encoder incremental, serão necessários ao menos 3140 pulsos por
rotação.
 2^(x) = 3140 pulsos por rotação
 ln(2^(x)) = ln(3140)
 x.ln2 = ln(3140)
 x = ln(3140)/ln(2)
 x = 11,6
 Se for utilizado um encoder absoluto, visto que bits somente podem ser valores inteiros,
são necessários ao menos 12 bits.
O motor utilizado tem rotação nominal de 1800rpm. Assim, a frequência máxima de
operação será a rotação nominal sobre sessenta. Portanto, a frequência máxima de
operação do sistema será de 30Hz.
 O motor deve girar no sentido horário e anti-horário. Como é necessário controlar os dois
sentidos, o encoder necessita ao menos de dois canais, um para cada sentido.
 
c.
O encoder pode ser do tipo absoluto ou incremental. Se for escolhido um incremental,
necessitará de no mínimo 1570 pulsos por rotação; se for absoluto, no mínimo uma
resolução de 6bits. A frequência máxima de operação do sistema será de 30Hz, e o
encoder necessitará de ao menos dois canais.
 
d.
O encoder pode ser do tipo absoluto ou incremental. Se for escolhido um incremental,
necessitará de no mínimo 3140 pulsos por rotação; se for absoluto, necessitará no
mínimo de uma resolução de 11bits. A frequência máxima de operação do sistema será
de 15Hz, e o encoder necessitará de ao menos um canal.
 
e.
O encoder pode ser do tipo absoluto ou incremental. Se for incremental, necessitará de
no mínimo 1570 pulsos por rotação; se for absoluto, no mínimo uma resolução de 6bits.
A frequência máxima de operação do sistema será de 30Hz, e o encoder necessitará de
ao menos dois canais.
 
Feedback
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
O encoder pode ser do tipo absoluto ou incremental. Caso se escolha o incremental,
necessitará de no mínimo 3140 pulsos por rotação e, se for absoluto, no mínimo uma
resolução de 12bits. A frequência máxima de operação do sistema será de 30Hz, e o
encoder necessitará de ao menos dois canais.
 
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Questão 5
Correto
Atingiu 2,0 de 2,0
Marcar questão
Texto da questão
Acelerômetros são dispositivos capazes de medir a aceleração linear e angular.
Esses dispositivos são basicamente transdutores de aceleração que monitoram o
próprio movimento.
 
Os acelerômetros estão presentes em diversos aparelhos eletrônicos do cotidiano,
como tablets e celulares, e utilizam várias funções eletrônicas, como controle de
tela e GPS.
Os acelerômetros são amplamente aplicados em sistemas mecânicos, sendo
necessário controlar principalmente a vibração e o impacto. Basicamente, os
acelerômetros convertem a energia de vibração sentida de um elemento em sinal
elétrico proporcional à sua aceleração existente.
Os acelerômetros têm diversas características específicas de operação.
Geralmente se alocam em pequenos chips, tendo sinal analógico de saída baixo,
em geral de 0 a 3,3V.
Considerando as principais características de operação no que diz
respeito aos principais tipos de acelerômetros utilizados industrialmente, marque
V (verdadeiro) ou F (falso):
( ) Acelerômetros capacitivos que utilizam a tecnologia MEMS são os sensores
com o menor custo, mais comuns e de menor tamanho desse tipo.
( ) O tipo piezorresistivo tem princípio de funcionamento semelhante aos
extensômetros e pode monitorar sinais de mudança lenta. 
( ) Os piezoelétricos têm alta sensibilidade e precisão, o que diminui suas faixas
de aplicação, não sendo utilizados em medições de vibração.
( ) Diferente do tipo capacitivo MEMS, o sinal de saída do tipo piezoelétrico não
necessita de ampliação nem de compensação de temperatura.
Assinale a alternativa que, de cima para baixo, preenche corretamente as lacunas. 
 
Escolha uma opção:
d.
V, V, F, F.
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A sequência correta é V, V, F, F.
 Acelerômetros capacitivos que utilizam a tecnologia MEMS são completamente formados
por chips microeletrônicos e fabricados em grande escala. Por isso são sensores com o
menor custo, mais comuns e de menor tamanho do tipo.
 Acelerômetros do tipo piezorresistivo têm princípio de funcionamento semelhante aos
extensômetros, utilizando a ponte de Wheatstone para verificar a variação de
aceleração. São ideais para monitorar sinais de mudança lenta e muito utilizados em
sistemas de navegação inercial.
 Os piezoelétricos têm alta sensibilidade e precisão, com influência direta na exatidão do
elemento sensor, mas não em sua faixa de aplicação. Por isso são muito utilizados em
medições de vibração.
 Diferente do tipo capacitivo MEMS, o sinal de saída do tipo piezoelétrico precisa ampliar
e compensar a temperatura, visto que o funcionamento do sensor o torna resistente a
alterações na temperatura ambiente.
 
e.
V, F, F, V.
 
Feedback
Sua resposta está correta.
A resposta correta é:
V, V, F, F.