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INSTRUMENTAÇÃO 
ELETROELETRÔNICA
2023
Prof. Eduardo José Nogueira
Prof. Luiz Fernando Marquez Arruda
GABARITO DAS 
AUTOATIVIDADES
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
UNIDADE 1
TÓPICO 1
1 A palavra "engenharia" é derivada do latim "ingenium", que sig-
nifica algo como ideia brilhante, lampejo de gênio. Foi criada no 
século XVI e, originalmente, descreveu uma profissão que, pro-
vavelmente, chamaríamos de inventor artístico. Os engenheiros 
aplicam os conhecimentos das ciências matemáticas e naturais 
(biológicas e físicas), com discernimento e criatividade para de-
senvolver formas de utilizar os materiais e as forças da natureza 
em benefício da humanidade. Os assuntos são diversos e incluem 
nomes, como bioengenharia, engenharias da computação, elétri-
ca, eletrônica, financeira, industrial, de internet, de sistemas etc. 
FONTE: . Acesso em: 24 abr. 2021.
No tocante à instrumentação, o Engenheiro Eletricista, na indús-
tria, deve:
a) ( ) Apenas, fazer projetos.
b) ( ) Apenas, propor soluções.
c) ( ) Apenas, efetuar medidas.
d) (X) Ser responsável pelo desenvolvimento de sistemas de medição, 
controle e confiabilidade e aplicá-los em processos industriais. 
e) ( ) Deixar a manutenção, totalmente, a cargo dos técnicos.
2 Segundo o engenheiro Marcel de Roure (2021), o engenheiro e o 
técnico de Instrumentação Industrial são profissionais importan-
tíssimos para a Indústria de Transformação, Química e de Alimen-
tos, pois a instrumentação é a base para o controle de processos 
na indústria. É a área responsável por sustentar toda a pirâmide 
de automação industrial.
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
O controle de processos industriais é usado para detectar muitas 
variáveis. Variáveis físicas, como vazão, temperatura, pressão e ní-
vel são controladas, simultaneamente, em boa parte desses proces-
sos. O papel do engenheiro, ou do técnico de Instrumentação Indus-
trial, é, justamente, atuar diante dessas variáveis.
FONTE: ROURE, M. O profissional de 
instrumentação industrial. 2021. Dis-
ponível em: https://instrumentacaoecon-
trole.com.br/tecnico-de-instrumentacao-
-industrial/. Acesso em: 24 abr. 2021.
Esse profissional, com certeza, deve aplicar, no próprio trabalho, 
conhecimentos de
a) (X) Física, eletricidade e eletrônica.
b) ( ) Biologia, química e ciências do ambiente.
c) ( ) Matemática, biologia e linguagem de programação.
d)	 (			)	 Amplificadores	operacionais,	química	e	programação	em	Ladder.
e) ( ) Física, biologia e matemática.
3 Como vimos, alguns sinais podem ser representados, explicita-
mente, por funções matemáticas chamados de sinais determi-
nísticos. São periódicos ou aperiódicos. Sinais periódicos são 
aqueles que se repetem em intervalos regulares, enquanto os 
aperiódicos aparecem, apenas, uma vez, em uma perspectiva 
alargada de tempo.
Sinais não determinísticos, ou aleatórios, não podem ser represen-
tados por uma função matemática. Estão aptos a ser estudados por 
meio de técnicas estatísticas, como pela probabilidade ou pela teo-
ria de correlação.
Dos sinais de tensão no domínio de tempo, representados a seguir, 
qual (quais) é (são) determinístico (s) e aleatório (s)? Assinale a al-
ternativa CORRETA:
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
a) ( ) Somente o da esquerda é determinístico.
b) ( ) Os três são aleatórios.
c) ( ) Os três são determinísticos.
d) ( ) O primeiro e o segundo são aleatórios.
e) (X) Somente o do centro é aleatório.
4 O amplificador operacional, também, chamado, por alguns, de 
amp-op, ou op amp (do inglês), nada mais é que um Circuito 
Integrado (CI), capaz de amplificar um sinal de entrada. Como o 
próprio nome sugere, é capaz de realizar operações matemáticas, 
como soma, subtração, derivação, integração e multiplicação. 
Apresenta uma gama de aplicações na instrumentação eletrônica.
O CI LM35 – Sensor de Temperatura é o circuito integrado mais 
utilizado, atualmente, por projetistas e hobistas que buscam um 
sensor de temperatura confiável, preciso e de fácil utilização. Pode 
ser utilizado em ambientes diversos, com uma faixa de temperatura 
entre –50°C e +150°C. Entrega, na saída, uma tensão proporcional à 
temperatura na razão de 10 mV/°C. 
O circuito integrado LM 358 é um duplo amplificador operacional 
muito utilizado em instrumentação. No circuito esquematizado a 
seguir, ele será usado como um amplificador não inversor de ganho 10 
(a tensão de saída é 10 vezes maior do que a de entrada), e o sensor de 
temperatura LM35 fornecerá o sinal a ser amplificado. Lembre-se de 
que o sinal de saída será aplicado ao resistor R3. Assim, sabendo que 
o LM35 está em um ambiente onde a temperatura é de 27°C, qual deve 
ser a tensão nos terminais de R3? Assinale a alternativa CORRETA:
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
a) ( ) 12 V.
b) ( ) 8,4 V.
c) (X) 2,7 V.
d) ( ) 5 V.
e) ( ) 270 mV.
5 Segue a definição da unidade de medida da corrente elétrica:
O Ampere (A) é a unidade básica da corrente elétrica, uma cor-
rente constante que, se mantida em dois condutores paralelos 
retos de comprimento infinito, de seção transversal desprezível 
do circuito, e colocada a um metro de distância no vácuo, produ-
ziria, entre esses condutores, uma força igual a 2x 10-7 Newtons 
por metro de comprimento.
O Ampere, também, pode ser definido como a taxa de escoamento de 
cargas elétricas em Coulomb (C) por segundo (s):
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
Seguindo esse raciocínio, uma corrente de 5 A corresponde a: 
a) ( ) 10 C/s.
b) ( ) 5,5 C/s.
c) (X) 5 C/s.
d) ( ) 0,5 C/s.
e) ( ) 5 x 10-3 C/s.
TÓPICO 2
1 Saber utilizar os instrumentos de medição elétrica é uma condi-
ção indispensável aos engenheiros eletricistas e aos técnicos da 
área eletroeletrônica. Cada aparelho tem uma maneira correta de 
ser ligado para efetuar uma medição. Assim, nos esquemas a se-
guir, os resistores são as cargas sob medição. Em um deles, existe 
um instrumento ligado de forma errada. Qual é?
a) ( ) 
b) (X) 
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
c) ( ) 
d) ( ) 
2 Os instrumentos de medidas elétricas analógicos são construí-
dos, em sua grande maioria, a partir de um instrumento básico, 
que é o galvanômetro. Existem diferentes tipos de galvanôme-
tros, assim, para construirmos um instrumento de medição a par-
tir de um deles, precisamos conhecer as características eletro-
mecânicas, e, principalmente, a resistência interna e a corrente 
de fundo de escala.
Imagine que você tem em mãos um galvanômetro de bobina móvel 
com resistência interna de 70Ω e corrente de fundo de escala de 
50mA. O valor do resistor a ser ligado em série com ele, para trans-
formá-lo em um voltímetro com escala de 0 a 20V, é de:
a) ( ) 470Ω. 
b) ( ) 580Ω. 
c) (X) 330Ω. 
d) ( ) 180Ω.
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
3 Os instrumentos de medidas elétricas analógicos são construí-
dos, em sua grande maioria, a partir de um instrumento básico, 
que é o galvanômetro. Um mesmo galvanômetro pode ser usado 
como voltímetro, amperímetro ou ohmímetro, dependendo, ape-
nas, da troca de arranjos de resistores, como acontece com o 
multímetro analógico.
Um galvanômetro de bobina móvel tem resistência interna de 70Ω 
e corrente de fundo de escala de 50mA, assim, qual é o valor do re-
sistor Rp a ser ligado em paralelo com ele para transformá-lo em um 
amperímetro com escala de 0 a 10 A?
a) ( ) 1 Ω.
b) ( ) 0,5 Ω.
c) ( ) 220,56 mΩ.
d) (X) 351,76 mΩ.
4 Uma das atribuições do engenheiro eletricista, no campo da ins-
trumentação, é a aquisição de medidas elétricas. Dentre elas, po-
demos citar a corrente, a tensão e a potência elétricas. 
É indispensável, ao profissional da área eletroeletrônica, saber rela-
cionar as grandezas elétricas entre si e determinar a forma correta 
de medi-las. 
Os instrumentos de medição elétrica, analógicos ou digitais, rece-
bem denominações que lembram as unidades de medida envolvidas. 
Assim, o instrumento que mede a potência elétrica é o:
a) ( ) Potenciômetro.b) ( ) Voltímetro.
c) ( ) Ohmímetro.
d) (X) Wattímetro.
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
5 Ainda, no que se refere às atribuições do engenheiro eletricista, 
para a aferição da potência elétrica, são necessárias as aquisi-
ções de tensão e de corrente por instrumentos específicos, in-
cluindo cálculos matemáticos, ou a utilização de um wattímetro. 
O voltímetro deve ser ligado, em paralelo, com a carga, ou circuito 
sob medição; o amperímetro, em série; e, o wattímetro, em série/
paralelo. Antes de ligar um instrumento, é necessário ter uma es-
timativa do valor máximo a ser medido, mas, nem sempre, é obti-
da essa estimativa, por não existirem informações da carga ou do 
circuito sob medição.
Imagine a seguinte situação: Existe a necessidade de medir a po-
tência elétrica que um circuito precisa solicitar da rede, porém, não 
há informações prévias desse circuito, e se dispõe, apenas, de um 
voltímetro, além de um amperímetro AC (ambos multiescalas). As-
sim, elabore o procedimento adequado para a medição da potência 
elétrica através dos dois equipamentos individuais.
R.: Inicialmente, ajusta-se a escala do voltímetro para uma tensão maior 
do que a da rede. Assim, ele é ligado em paralelo com a alimentação do 
circuito. Ajusta-se, também, o amperímetro com a maior escala, o qual é 
ligado em série. Se a indicação de corrente está muito próxima do início da 
escala,	deve-se	buscar	uma	escala	na	qual	o	ponteiro	fique	o	mais	próximo	
possível do centro. Multiplica-se uma leitura pela outra e o produto se torna 
a potência aparente.
TÓPICO 3
1 Quase todo tipo de automação necessita de sensores e atuado-
res, assim, imagine a seguinte situação: um reservatório inferior 
de 1000 litros deve abastecer outro reservatório superior, tam-
bém, de 1000 litros, através de uma bomba centrífuga acionada 
por um motor elétrico monofásico, cuja corrente nominal é de 3 
A. O reservatório inferior tem uma boia na entrada de água para 
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
impedir o transbordamento, e um sensor, na parte inferior, para 
proibir que o nível de água caia abaixo do mínimo. No reservatório 
superior, existem dois sensores, um para detectar a água no ní-
vel máximo e, outro, para identificá-la abaixo do nível mínimo. Os 
tanques são de polipropileno.
Com base no conteúdo estudado, na situação e na figura, responda 
às perguntas:
Quantos sensores e quantos atuadores existem nesse pequeno sis-
tema automatizado?
R.: Quatro sensores e dois atuadores.
Qual é o tipo de sensor (exceto chave-boia) mais adequado para mo-
nitorar os níveis de água?
R.: Sensor capacitivo.
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
Existe algum sensor que não seja elétrico, nem eletromecânico, 
no sistema?
R.: Sim. A boia que impede o transbordamento do reservatório inferior.
Por que o uso de sensores indutivos não é adequado para monitorar 
os níveis de água?
R: Porque eles só detectam metais.
Quais são os atuadores do processo?
R.: Contator e eletrobomba.
2 Um sensor digital pode assumir, apenas, dois valores, no sinal de 
saída, ao longo do tempo, os quais podem ser interpretados como 
zero ou um: desligado – OFF ou ligado – ON. Não existem, natural-
mente, grandezas físicas que assumam esses valores, mas eles 
são, assim, mostrados, ao sistema de controle, após convertidos 
pelo circuito eletrônico de sensores (pressostato, termostato, 
chave de nível etc.) ou transdutores (encoders, para determina-
ção da posição ou da velocidade). Assim, a respeito dos sensores, 
assinale a alternativa falsa dentre as relacionadas a seguir:
a) ( ) Um sensor indutivo pode ter saída NPN ou PNP.
b) ( ) Um sensor capacitivo, de saída PNP, pode ser NA ou NF.
c) (X) A saídas NPN, ou PNP, podem acionar, diretamente, cargas 
que solicitem correntes de 30 A ou mais, desde sejam DC.
d) ( ) Os sensores indutivos e capacitivos apresentam histerese para a 
detecção do alvo.
e) ( ) O reed switch é um tipo de sensor magnético.
3 O transmissor é o dispositivo que prepara o sinal de saída de um 
transdutor para ser utilizado a distância, através de adequações 
desse sinal. Essas adequações são denominadas de padrões de 
transmissão de sinais. Na indústria, os padrões mais utilizados, para 
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
a transmissão de sinais elétricos analógicos, são: corrente de 4 a 20 
mA, corrente de 0 a 20 mA e tensão de 0 a 10 V. Assim, qual dos três 
é considerado menos propenso a falhas? Explique o porquê.
R.: O de corrente de 0 a 20 mA, pois, se o loop se encontra interrompido, 
a corrente é zero, um dado inválido. Qualquer corrente abaixo de 4 mA é 
indício de falha.
4 O efeito Hall está relacionado ao surgimento de uma diferença de 
potencial em um condutor elétrico, transversal ao fluxo de cor-
rente, e um campo magnético perpendicular à corrente. Esse fe-
nômeno foi descoberto em 1879, por Edwin Herbert Hall e é ex-
tremamente importante para o estudo da condutividade, pois, 
a partir do coeficiente de Hall, é possível determinar o sinal e a 
densidade dos portadores de carga em diferentes tipos de ma-
teriais. O efeito Hall é a base de diversos métodos experimentais 
utilizados para a caracterização de metais e de semicondutores. 
Ainda, esse efeito é utilizado em alguns sensores eletrônicos. En-
tão, com relação ao efeito Hall, assinale a alternativa falsa:
a) ( ) Os sensores de efeito Hall são muito utilizados na eletrônica automotiva.
b) ( ) O efeito Hall é usado nos conversores corrente/tensão.
c) ( ) O sensor Hall é considerado um tipo de sensor magnético.
d) (X) O sensor Hall é considerado um tipo de sensor indutivo.
e) ( ) Sensores capacitivos não empregam o efeito Hall.
5 As correntes de Foucault, também conhecidas como correntes 
parasitas, ou correntes de fuga, do inglês, eddy currents, são cor-
rentes elétricas induzidas dentro de um material condutor, quan-
do sujeito a um campo magnético variável, devido à Lei de Indu-
ção de Faraday. Elas podem ser consideradas nocivas ou úteis, a 
depender da aplicação. Assim, no que diz respeito à relação das 
correntes de Foucault, podemos afirmar que:
a) ( ) São aproveitadas nos sensores de efeito Hall.
b) (X) São aproveitadas nos sensores indutivos.
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
c) ( ) São aproveitadas nos sensores capacitivos.
d) ( ) São muito úteis para melhorar o rendimento dos motores elétricos.
e) ( ) São muito úteis para melhorar o rendimento dos transformado-
res elétricos.
UNIDADE 2
TÓPICO 1
1 No meio industrial, existem diversos sensores, cada um com uma 
determinada função. São divididos em digitais e analógicos. Des-
sa forma, assinale a sentença CORRETA:
a) ( ) Os sensores analógicos são sensores que nunca necessitam de ali-
mentação para funcionar. Tais sensores podem medir valores, como 
pressão, vazão e temperatura.
b) ( ) Os sensores digitais são sensores que, sempre, necessitam de ali-
mentação para funcionar. Tais sensores operam como chaves, nor-
malmente, aberto, e, normalmente, fechado.
c) ( ) Os sensores digitais são sensores que podem, ou não, necessitar 
de alimentação para funcionar. Tais sensores podem medir valores, 
como pressão, vazão e temperatura. 
d) (X) Os sensores digitais são sensores que podem, ou não, necessi-
tar de alimentação para funcionar. Tais sensores operam como 
chaves, normalmente, aberto, e, normalmente, fechado.
2 Um modelo de sensor muito utilizado, na indústria, é o capacitivo. 
Tal sensor usufrui da alimentação para criar um campo elétrico, e 
pode estar presente em uma esteira transportadora, para a con-
tagem de produtos, para a existência de itens na linha de produ-
ção, se há alguma garrafa a ser envasada, ou outras aplicações 
nas quais seja necessária a identificação da presença de um ob-
jeto. Com base nas definições de um sensor capacitivo, analise as 
sentenças a seguir:
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
I- O sensor capacitivo é um sensor analógico.
II- O sensor capacitivo é um sensor digital.
III- O sensor capacitivo trabalha comouma chave com, no mínimo, um 
contato NA.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) As sentenças I e III estão corretas.
b) (X) As sentenças II e III estão corretas.
c) ( ) Somente a II está correta. 
d) ( ) Somente a III está correta.
3 No ano de 2015, uma alteração na Norma NR-12 propôs uma ade-
quação para a fabricação de máquinas. Buscou-se o aumento da 
segurança de dispositivos que utilizam energia elétrica em pai-
néis de acionamento. Assim, é CORRETO afirmar:
a) (X) É permitida a fabricação de máquinas e de equipamentos com 
tensão de comando inferior a 25 VCA e 60 VCC.
b) ( ) É permitida a fabricação de máquinas e de equipamentos com ten-
são de comando inferior a 220 VCA e 24 VCC.
c) ( ) É permitida a fabricação de máquinas e de equipamentos com ten-
são de comando inferior a 25 VCA e 100 VCC.
d) ( ) É permitida a fabricação de máquinas e de equipamentos com ten-
são de comando inferior a 60 VCA e 100 VCC.
4 A indústria brasileira necessita de mão de obra qualificada, prin-
cipalmente, na parte da instrumentação. Tal profissional trabalha 
para levantar sensores para projetos novos e para a adequação 
de equipamentos. Assim, quais são os tipos de sinais de sensores 
mais comuns para sensores analógicos? Aponte o mais indicado 
para aplicações industriais e diga o porquê.
R.: Dentro do meio industrial, existem diversos tipos de sinais analógicos. 
Os mais comuns são de tensão 0v a 10v, 0mA a 20mA e 4mA a 20mA. Den-
tre eles, o sinal de 4mA a 20mA é o mais utilizado em aplicações industriais, 
devido à inexistência de queda de tensão por longas distâncias e como 
mecanismo de detecção de falha por falta de corrente (0mA).
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
5 Existem diversos sensores digitais que podem ser utilizados para 
a identificação da posição de determinado produto, ou estágio do 
processo, como fim de curso do tipo rolete, barreira, indutivo, ca-
pacitivo etc. Os sensores indutivos podem ser encontrados com 3 
(NA) ou 4 (NA + NF) fios, e do tipo NPN ou PNP. Diferencie o esque-
ma de ligação para sensores do tipo NPN e do tipo PNP.
R.: A principal diferença dos sensores NPN e PNP é quanto ao sinal de res-
posta quando o sensor está excitado. Para os sensores do tipo NPN, quan-
do acionados, colocam a tensão negativa da fonte como sinal de saída. Já 
os sensores do tipo PNP, ao serem acionados, aplicam a tensão positiva da 
fonte como sinal de saída. Em ambos os casos, podem ser acionados um 
relê temporizado, uma lâmpada, um solenoide e outros. Para ligações com 
CLP,	utiliza-se	o	PNP,	pois	fornece	uma	tensão	positiva.
TÓPICO 2
1 Em um ambiente industrial, existem diversos elementos. Dentre 
os elementos sensores, há uma grande quantidade de modelos 
que mede o mesmo tipo de informação, a exemplo dos sensores 
de temperatura, todavia, com características diferentes. Um ins-
trumentista, ao analisar tais informações, deve ter ciência do que 
elas se referem. Assim, com base nas características dos senso-
res, assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) Considerando uma leitura de uma grandeza física sem varia-
ções, a característica de exatidão de um sensor está relaciona-
da com a capacidade dele de fornecer uma saída constante e 
com a menor variação possível, independentemente da distân-
cia entre ela e o valor real.
b) ( ) A precisão de um sensor está relacionada com a capacidade dele 
de fornecer uma saída próxima ao valor real, independentemente da 
variação do sinal de saída para uma determinada grandeza física.
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
c) (X) A velocidade de resposta do sensor está relacionada com o tem-
po que o sensor demora a chegar em uma determinada saída.
d) ( ) A histerese é a área de grandeza física de um sensor que não é ca-
paz de variar a saída do sinal.
2 A calibração consiste em determinar uma excitação do sensor 
com uma determinada grandeza, seguindo uma sequência 
definida, além de analisar os resultados obtidos. É um recurso 
muito utilizado, pelos instrumentistas, para a verificação do 
funcionamento do sensor. Assim, com base na análise dos 
resultados, analise as sentenças a seguir:
I- Um sensor considerado aprovado pode ter uma reprovação na leitura 
ascendente ou descendente.
II- Um sensor pode ser considerado aprovado se obtém aprovação nas 
leituras ascendente e descendente, independentemente do resultado 
da histerese.
III- Um sensor só pode ser considerado aprovado se obtém aprovação nas 
leituras ascendente e descendente e na histerese.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) ( ) As sentenças I e III estão corretas.
b) ( ) As sentenças II e III estão corretas.
c) ( ) Somente a II está correta. 
d) (X) Somente a III está correta.
3 Em uma planta industrial, são encontrados diversos tipos de 
sensores, desde digitais a analógicos. No que diz respeito a 
sensores analógicos, podemos classificá-los, ainda, em lineares e 
não lineares. Sabendo que há métodos diferentes de verificação de 
sensores lineares e não lineares, assinale a alternativa CORRETA:
a) (X) Os sensores considerados não lineares possuem, no sinal de 
resposta deles, uma característica de não proporcionalidade.
b) ( ) Os sensores considerados lineares não possuem uma característica 
de proporcionalidade.
17
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
c) ( ) O cruzamento da grandeza física, com a saída do sensor não linear, 
é uma reta.
d) ( ) A curva, formada pelos sensores lineares, necessita da equação de 
Steinhart-Hart	para	encontrar	os	coeficientes	A,	B	e	C.
4 Um instrumentista é o profissional responsável por garantir que os 
sensores e atuadores, presentes em uma linha produtiva, estejam 
dimensionados a atender às necessidades da indústria. Assim, 
disserte a respeito das importâncias da precisão, da exatidão e da 
velocidade de resposta dos sensores em um processo produtivo. 
R.: Em um meio industrial, o objetivo é produzir a maior quantidade possível 
no menor tempo. Para atingir esse objetivo, é necessário que a planta 
industrial	seja	calibrada	e	regulada,	a	fim	de	utilizar	o	menor	tempo	possível	
para executar uma tarefa. A precisão e a exatidão dos sensores estão 
direcionadas a obter uma conversão de grandeza com a maior exatidão 
possível	 e	 a	menor	variação	 de	 saída.	 Por	 fim,	 a	velocidade	 de	 resposta	
se liga ao tempo mínimo necessário para que o sensor consiga fazer a 
conversão de uma grandeza física em um sinal de saída, o que garante a 
precisão e a exatidão. 
5 Há uma variedade de sensores no meio industrial, mas cabe, ao 
instrumentista, atestar que sensor está em perfeitas condições 
de uso. Assim, diferencie os métodos de conversão para sensores 
lineares e não lineares. 
R.:	No	caso	de	sensores	lineares,	utiliza-se	uma	equação	da	reta	para	definir	
a proporcionalidade entre grandeza e saída do sensor. Para isso, é necessário 
que existam dois pontos distintos no espaço, sendo que cada um representa 
uma grandeza e uma saída de sinal. Já para os sensores não lineares, marca 
presença a equação de Steinhart-Hart. A partir dela, precisamos de três 
pontos	distintos	para	calcularmos	os	coeficientes	A,	B	e	C.
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
TÓPICO 3
1 Diante das várias possibilidades de elementos existentes no 
mercado, cabe, ao instrumentista e/ou projetista, saber que al-
ternativas existentes atendem às necessidades das plantas in-
dustriais. Dessa forma, dentre as alternativas a seguir, assinale a 
alternativa CORRETA: 
a) ( ) Os atuadores digitais são aqueles que podem atuar, proporcional-
mente, no processo.
b) ( ) Os atuadores analógicos são dispositivos que possuem uma lógica 
discreta, e que atuam, ou não, no processo.
c) ( ) Como exemplos de sensores analógicos, podemos citar sinaleiras, 
solenoides e portas.
d) (X) Os atuadores podem ser dispositivos elétricos, mecânicos ou 
eletromecânicos, os quais executam alguma ação no processo.
2 A padronização existe de forma que todos os profissionais con-
sigam observar um símbolo e as características dele, além de re-
conhecer,fisicamente, um elemento na planta, com especificida-
des. Dentre os padrões, algumas recomendações são sugeridas. 
Assinale a alternativa CORRETA, quanto a essas recomendações:
I- As letras devem estar, sempre, em caixa alta.
II- Quando as letras C e V estão juntas, V deve preceder C.
III-	 Se	há	mais	de	um	instrumento	em	uma	malha	e	com	a	mesma	finalidade,	
deve	ser	adicionado	um	sufixo	no	fim,	a	exemplo	de	TIC34A	e	TIC34B.
 
Assinale a alternativa CORRETA:
a) (X) As sentenças I e III estão corretas.
b) ( ) As sentenças II e III estão corretas.
c) ( ) Somente a II está correta. 
d) ( ) Somente a III está correta. 
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INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
3 É de grande importância, ao instrumentista, reconhecer, além de 
interpretar as informações contidas em uma TAG. Dessa forma, 
ele sabe o que o elemento faz em uma planta industrial, se é um 
sensor ou um atuador, se trabalha com pressão, vazão ou tempe-
ratura etc. Dessa forma, ao analisar a TAG apresentada a seguir, 
assinale a alternativa que corresponde à interpretação dela:
a) ( ) T – Temperatura, I – Corrente elétrica, C – Condutividade elétrica e 
malha 34.
b) ( ) T – Transmissor, I – Corrente elétrica, C – Controlador e malha 34.
c) (X) T – Temperatura, I – Indicador, C – Controle e malha 34.
d) ( ) T – Transmissor, I – Indicador, C – Condutividade elétrica e malha 34.
4 Em uma planta industrial, existem diversos tipos de sensores, 
assim, um instrumentista deve ser capaz de conhecê-los. Cite a 
diferença entre os atuadores digitais e analógicos.
R.: A diferença, entre os atuadores digitais e analógicos, está na forma atra-
vés da qual o atuador recebe o sinal e atua no processo. Os atuadores di-
gitais recebem um sinal digital, o qual, geralmente, é constituído por um 
solenoide para dispositivos elétricos e mecânicos (hidráulicos e pneumá-
ticos). Já os analógicos recebem um sinal variável, geralmente, de 4mA a 
20mA, e atuam, proporcionalmente, no processo.
5 A padronização dos projetos de instrumentação em documenta-
ção técnica traz grandes benefícios aos instrumentistas. Expli-
que como é feita a padronização e quais são esses benefícios.
20
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
R.:	A	padronização	ocorre	através	de	símbolos	específicos,	os	quais	indicam	
o local de montagem do dispositivo, modo de ativação, tipo de instrumen-
to	e	função	na	planta.	Dentre	os	benefícios,	podemos	citar	a	eficiência,	a	
prevenção de trabalhos desnecessários, a redução de custos e o aumento 
de produtividade.
UNIDADE 3
TÓPICO 1
1 Segundo Lorde Kelvin (1824-1907), quando você puder medir 
aquilo de que está falando e exprimir isso em números, saberá 
algo de tal coisa. Enquanto você não puder exprimi-lo em núme-
ros, seu conhecimento será insatisfatório. Poderá ser o início do 
conhecimento, mas você terá avançado muito pouco nos seus 
pensamentos, em direção ao estágio da ciência. Assinale a alter-
nativa INCORRETA:
a)	 (			)	 Para	manter	a	confiabilidade	dos	resultados	de	medição,	o	desempe-
nho	do	instrumento	de	medição	deve	ser	verificado	periodicamente.
b)	 (			)	 Através	da	calibração,	é	possível	verificar,	de	maneira	efetiva,	como	
os valores indicados pelo instrumento de medição se relacionam com 
o valor do mensurando.
c) ( ) Em um instrumento que mede a força, a saída do transdutor deve ser 
um sinal elétrico proporcional à força aplicada.
d) (X) Um transdutor de distância indutivo é ideal para medir a dis-
tância entre um objeto de plástico e a superfície sensora. 
e) ( ) Um transdutor é uma parte integrante de um instrumento de medida.
2 Transdutores de temperatura são dispositivos que transformam 
a energia térmica em elétrica. Existem vários tipos de transduto-
res de temperatura, mas, basicamente, eles podem ser agrupados 
em quatro grupos. Então, qual das alternativas a seguir relaciona 
três dos quatro grupos de transdutores de temperatura?
21
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
a) (X) Semicondutores, termorresistências e termistores.
b) ( ) Semicondutores, MOSFETs e termistores.
c) ( ) Transistores, chips e termorresistências.
d) ( ) PTC, NTC e termopar.
e)	 (			)	 LVT,	NTC	e	Pt-100.
3 Um transdutor indutivo, muito conhecido e utilizado, é o LVDT. O 
termo LVDT, em inglês, Linear Variable Differential Transformer, 
ou Transformador Diferencial Variável Linear, é um transdutor 
para a medição de um deslocamento linear. O funcionamento des-
se sensor é baseado em três bobinas e um núcleo cilíndrico, de 
material ferromagnético, de alta permeabilidade. Fornece, como 
saída, um sinal linear, proporcional ao deslocamento do núcleo, 
que está fixado, ou em contato, com o que se deseja medir.
 O diodo 1N4148 é um diodo de silício de comutação rápida, com 
tensão reversa máxima de 75 V e corrente direta máxima de 300 
mA. É muito utilizado para a retificação de altas frequências, 
principalmente, em demoduladores.
Analise o LVDT esquematizado a seguir e assinale a alternativa FALSA:
1-	Se	a	diferença	de	potencial	entre	os	terminais	X	e	Y	é	nula,	significa	que	
o núcleo está na posição central.
2-	Se	o	terminal	X	está	positivo	em	relação	ao	terminal	Y,	significa	que	o	
núcleo está mais próximo da bobina A do que da bobina B.
22
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
R.: Transdutor indutivo de proximidade para a conversão da distância em 
um sinal elétrico.
3-	Se	o	terminal	X	está	negativo	em	relação	ao	terminal	Y,	significa	que	o	
núcleo está mais próximo da bobina B do que da bobina A.
4- Se o terminal X está negativo em relação ao terminal Y, significa 
que o núcleo está mais próximo da bobina A do que da bobina B.
5- A tensão VXY é proporcional ao deslocamento do núcleo e a polaridade 
indica em que sentido ocorre esse deslocamento.
4 A força é uma grandeza física da qual dependem outras quanti-
dades, como torque e pressão. Medidas precisas de força são ne-
cessárias em uma série de aplicações, como na determinação de 
forças de tração e ruptura de materiais, no controle da qualidade 
durante a produção, na pesagem, dentre muitos outros proces-
sos. Assim, em qual das alternativas a seguir, não é necessário o 
uso de um transdutor de força para o sinal elétrico?
a) ( ) Em uma balança eletrônica.
b) ( ) Em um torquímetro eletrônico digital.
c) (X) Em um sensor indutivo de proximidade.
d) ( ) Em um dinamômetro digital de tração.
e) ( ) Em um dinamômetro digital de compressão.
5 A figura a seguir mostrará um sensor indutivo de proximidade, 
estudado no Tópico 3 da Unidade 1. Esse sensor é muito utilizado 
na indústria, para a detecção de alvos metálicos. Qual dos trans-
dutores descritos nesta unidade, e, neste tópico, é empregado no 
sensor indutivo de proximidade?
23
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
TÓPICO 2
1 Nosso mundo é analógico, não digital. Os números foram criados, 
pelo homem, a fim de quantificar as grandezas que estavam ao 
redor dele. De uma maneira, nunca, exata, porém, com muita, ou 
pouca precisão, tornou-se, assim, possível registrar diversos fa-
tos do cotidiano, como o quanto mede uma pessoa, o quanto cho-
ve em um determinado dia, o peso da farinha que vai no pão etc. 
Através dos números e dos dígitos deles, anotamos dados que, de 
certa forma, são cópias de informações que estão na natureza, 
que fazem parte do nosso dia a dia. Para fazer a interface entre os 
mundos analógico e digital, na eletrônica, surgiram os converso-
res A/D e D/A. No contexto dessa informação, assinale V para as 
afirmativas verdadeiras e F para as falsas:
( ) Um computador, ou um microcontrolador, trabalha, internamente, 
com grandezas analógicas.
( ) Para que um computador, ou um microcontrolador, possa processar as 
variáveis de um fenômeno físico, é necessário que, antes, as informa-
ções sejam convertidas do formato analógico para o digital.
(			)	 Quanto	maior	a	quantidade	de	bits	usada	para	a	codificação,	maior	é	
a precisão.
(			)	 Um	sinal	analógico,	codificado	com	8	bits,	por	um	conversor	A/D,	ao	
ser	recuperado,	é	uma	reprodução	muito	mais	fiel	do	que	o	sinal	origi-nal	em	relação	ao	codificado	com	4	bits.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
a) ( ) V – V – F – F.
b) (X) F – V – V – V.
c) ( ) F – V – F – V.
d) ( ) V – V – V – V.
e) ( ) F – F – F – F. 
2 A temperatura é medida através do grau de agitação das moléculas 
de um sistema, assim, não podemos medi-la diretamente. Precisa-
mos estabelecer padrões, observando as alterações dos objetos 
24
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
analisados, como os efeitos da dilatação térmica e a resistência 
elétrica. O controle da temperatura, dentro de uma faixa deter-
minada, tem inúmeras aplicações em vários ambientes, principal-
mente, no industrial. Assim, a respeito de um sistema digital para o 
controle da temperatura, assinale a afirmativa INCORRETA:
a) ( ) Deve existir um transdutor que converta temperatura em tensão 
ou corrente.
b) ( ) Como a temperatura é uma grandeza que não varia perante uma 
grande velocidade, uma taxa de amostragem de 1 Hz, normalmente, 
é satisfatória.
c) ( ) Supondo que a frequência de amostragem seja de 1 Hz, em um in-
tervalo de 10 segundos, e a temperatura oscile sete vezes, entre 
dois	valores	significativos,	há	a	ocorrência	de	um	fenômeno	conhe-
cido como aliasing.
d) (X) Em um sistema de aquisição de dados referentes à temperatura 
de um ambiente, não há a necessidade de quantização, antes do 
processamento, por um computador, ou um microcontrolador.
e) ( ) Microcontroladores que possuem um conversor A/D interno podem 
ser usados para o controle da temperatura.
3 Um conversor Digital para Analógico (DAC) converte uma palavra 
digital (em binário) em um sinal analógico, sob a forma de uma 
tensão, ou corrente de saída. É formado por elementos passi-
vos, fontes de referência, chaves e amplificadores operacionais. 
A conversão é, em geral, paralela, e o tempo depende, essencial-
mente, da velocidade dos componentes utilizados.
Um DAC de cinco bits tem saída de 10 mA para uma entrada digital de 
10100. Qual é a corrente de saída se a entrada digital é 11101?
R.:
saída analógica=k*entrada digital
k é fator de proporcionalidade do DAC.
25
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
A entrada digital 101002 é igual a 2010 (20 na base 10):
Como 111012 = 2910, então, a corrente de saída é:
IO = 0,5 * 29 = 14,5 mA
4 A resolução de um conversor D/A é definida como a menor varia-
ção na saída analógica, como resultado de uma mudança na en-
trada digital. Um conversor D/A de cinco bits produz uma tensão 
de 02 V na saída quando a entrada digital é 00001. A resolução e o 
fundo de escala desse conversor são, respectivamente:
a) ( ) 1 V e 32 V.
b) ( ) 0,1 V e 3,1V.
c) ( ) 0,5 V e 16 V.
d) ( ) 0,2 mA e 6,2 mA.
e) (X) 0,2 V e 6,2 V.
5 Existe uma infinidade de aplicações, nas quais dados analógicos 
precisam ser digitalizados (convertidos em digitais) e transferi-
dos para a memória de um computador. O processo por meio do 
qual o computador adquire esses dados analógicos digitalizados 
é conhecido como aquisição de dados. A aquisição do valor de um 
único ponto é a amostragem do sinal analógico, e o ponto de dado 
é, quase sempre, denominado de amostra. O computador pode 
aplicar os dados de diferentes maneiras. Em uma aplicação de 
armazenamento, como em uma gravação digital de áudio, ou de 
vídeo, o microcomputador interno armazena os dados e os trans-
fere para o DAC, a fim de reproduzir o sinal analógico original. Em 
uma aplicação de controle de processo, o computador analisa os 
dados ou realiza cálculos para determinar as saídas de controle a 
serem geradas (TOCCI et al., 2014). A respeito de um sistema de 
aquisição de dados típico, assinale a alternativa INCORRETA:
26
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
a) ( ) O circuito amostrador, normalmente, é composto por uma chave 
eletrônica; por um oscilador, que gera a tensão de chaveamento (si-
nal	amostrador);	por	um	capacitor	de	retenção;	e	por	um	amplifica-
dor	operacional,	que	trabalha	como	buffer.
b) ( ) Deve	existir	um	filtro	passa	baixas,	na	entrada,	para	evitar	que	fre-
quências maiores do que metade da frequência de amostragem 
cheguem ao amostrador.
c) ( ) O processo de quantização pode ser visto como o mapeamento do sinal, 
a	partir	do	domínio	contínuo,	para	um	número	finito	de	níveis	de	saída.
d) (X) Se o quantizador tem 256 níveis, o sinal codificado possui 4 bits.
e) ( ) Se	o	quantizador	tem	64	níveis,	o	sinal	codificado	possui	6	bits.
TÓPICO 3
1 Sensores industriais são dispositivos que verificam movimenta-
ções nas máquinas industriais. Detectam, medem e controlam a 
quantidade de materiais, direções, velocidades, níveis, tempera-
tura, posição etc. Dependendo do tipo, também verificam a ten-
são, ou a corrente. Existe uma infinidade de tipos, incluindo uma 
gama de aplicações. Assim, a respeito da aplicação dos sensores 
industriais, assinale a alternativa INCORRETA:
a) ( ) É de suma importância que o engenheiro de aplicação encontre 
fabricantes e fornecedores idôneos, comprometidos com sensores 
confiáveis	e	com	especificações	claras	nos	manuais.
b) ( ) Em situações de chão de fábrica, pode ocorrer a necessidade de 
o engenheiro ter que desenvolver um sensor para uma aplicação 
específica,	por	não	encontrar,	no	mercado,	um	sensor	que	atenda	a	
essa	necessidade	específica,	ou	pelo	custo	do	sensor	industrializa-
do ser muito elevado. Nesse caso, o engenheiro necessita projetar e 
desenvolver o sensor em questão.
c) (X) Sensores de ultrassom não são empregados na indústria.
d) ( ) Sensores capacitivos são indicados para a detecção de líquidos em 
reservatórios plásticos.
27
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
e) ( ) Um sensor fotoelétrico, de feixe contínuo, ou barreira, é capaz de fa-
zer a detecção e a contagem de objetos em uma esteira mecânica, 
como de caixas. Ainda, a detecção de alguma pessoa em determi-
nado ambiente controlado, como na área de trabalho de um torno 
CNC, por exemplo.
2 A estatística é utilizada em todas as engenharias, principalmen-
te, na elétrica. As principais aplicações são para o controle de 
processos, telecomunicações e instrumentação eletroeletrôni-
ca. Também, é utilizada para o planejamento de novas e diferen-
tes estratégias de produção.
Conhecimentos básicos de estatística são necessários para resol-
ver o seguinte problema.
Com as informações a seguir, determine o erro sistemático de um 
ohmímetro, com base em dez medições (X1 a X10) de um resistor co-
nhecido, no caso, 15Ω. 
a) ( ) Es = 8 mΩ.
b) ( ) Es = 14,992 Ω.
c) ( ) Es = 0,008 Ω.
d) (X) Es = -8 mΩ.
e) ( ) Es = -80 mΩ.
3 A temperatura ideal, para chocar ovos de galinha, deve estar entre 
38,5 - 36,5oC, com a umidade do ar em torno de 65%. A viragem 
das bandejas dos ovos, em uma incubadora, precisa ser feita do 
segundo ao décimo sexto dia, com movimentos de 45º, de hora em 
hora, automaticamente.
Um fabricante de incubadoras contrata um engenheiro eletricista e 
um engenheiro mecânico para automatizar o processo do produto. O 
esquema da solução, apresentada pelo engenheiro eletricista, para 
28
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
o controle da temperatura, estará esquematizado a seguir. Sabendo 
que ele usa o transdutor LM35 para a leitura da temperatura, e que 
este a converte em tensão, pela razão de 10 mV/°C, calcule o setpoint 
que deve ser fornecido pelo trimpot RV1 e a máxima diferença de 
tensão (mdV) no laço de histerese da tensão no pino 6 de U1:B.
No esquema elétrico, o que proporciona o aquecimento é o resistor 
de níquel-cromo (RL), acionado pelo relé RL1. U1:A é um amplificador 
não inversor com ganho 10, enquanto U2:B é um comparador inversor 
com histerese, ou schmitt trigger (ambos em um único CI LM 358). 
Quando a temperatura cai, abaixo de 36,5°C, o resistor necessita ser 
ligado, a fim de aquecer o interior da incubadora. Quando ultrapassa 
38,5°C, esse resistor é desligado. Dessa forma, a temperatura média 
é de 37,5 °C. A máxima diferença de temperatura (mdT) é de 1°C.
a) (X) Setpoint = 3,75 V e mdV = 100 mV.
b)( ) Setpoint = 37,5 mV e mdV = 1 V.
c) ( ) Setpoint = 38,5 °C e mdV = 36,5 °C.
d) ( ) Setpoint = 385 mV e mdV = 365 mV.
e) ( ) Nenhuma das alternativas está correta.
29
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
4 O erro aleatório é o componente de erro de medição que, em 
medições repetidas, varia, e de maneira imprevisível. Esse erro é 
causado por fatores aleatórios e imprevisíveis, como flutuações 
na tensão da rede, vibrações, folgas do instrumento de medição 
e atrito. Tais pontos não podem ser identificados, porém pode-se 
ter uma avaliação quantitativa deles, através de um tratamento 
estatístico das medições. A quantificação é realizada para cada 
medida, sendo a diferença entre cada medida e a média de um 
número infinito de medições sob condições de repetitividade 
(mesmo operador, mesmo método de medição e mesmas 
condições ambientais). Evidentemente, é impossível fazer um 
número infinito de medições, então, trabalha-se com estimativas 
de erros aleatórios. Tomam-se amostras, isto é, um número n de 
medições, e se obtêm os desvios da média de uma amostra.
Na saída de uma fonte DC, são efetuadas oito medições de tensão, 
conforme exposto a seguir:
X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8
24,3V 24,0V 23,7V 23,7V 23,9V 24,6V 24,3V 24,5V
Calcule a média e os desvios padrões populacional e amostral das 
oito medidas, com três casas de precisão.
R.: A média é a média aritmética simples das oito amostras:
O desvio padrão populacional (σ) é:
30
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
O desvio padrão amostral (s) é:
5 Diversos fatores podem interferir no resultado de uma medição 
que, idealmente, deveria representar o valor real mensurado. Con-
dições ambientais, imperfeições no sistema de medição e limita-
ções por parte do sujeito a realizar as medições são exemplos de 
pontos que podem influenciar a entrega de uma medição. Por mais 
cuidado que se tenha, mesmo utilizando equipamentos sofistica-
dos e em ambientes bem controlados, os resultados obtidos, sem-
pre, serão recebidos com erros (MUGGE, 2008). Diante das afirma-
tivas a seguir, assinale V para as verdadeiras e F para as falsas:
FONTE: MUGGE, T. R. Confiabilidade 
metrológica – Apostila 2008. 2008. 
Disponível em: https://tobiasmugge.files.
wordpress.com/2008/10/apostila_cm.pdf. 
Acesso em: 24 abr. 2021.
( ) Os erros sistemáticos são mais frequentes em instrumentos analógicos.
( ) A histerese é a diferença entre leitura/medida para um dado valor 
da grandeza medida quando esta é atingida por valores crescentes, 
e, a leitura/medida, quando atingida por valores decrescentes da 
mesma grandeza. 
( ) A tecnologia RFID permite a captura automática de dados para a iden-
tificação	de	objetos	com	dispositivos	eletrônicos,	conhecidos	como	eti-
quetas eletrônicas, tags, RF tags ou transponders, que emitem sinais de 
radiofrequência para leitores, os quais captam essas informações. 
( ) Os sensores capacitivos tipo miniatura são indicados para a detecção 
de alvos metálicos.
31
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICA
Assinala a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
a) ( ) V – V – V – V.
b) ( ) F – F – F – F.
c) ( ) F – F – F – V.
d) (X) V – V – V – F. 
e) ( ) V – F – V – F.