279407 Instr aula02

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Curso Técnico em Eletrotécnica 
Campus São Mateus
Davidson Lafitte Firmo 1
Disciplina: Instrumentação
Prof. Davidson Lafitte Firmo
http:www.cpdee.ufmg.br/~lafitte
Aula 02
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Tópicos da aula:
Aspectos Gerais;
Malha Fechada e Malha aberta;
Sistemas Discretos e Contínuos;
Terminologia;
Fluxogramas;
Simbologia.
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Aspectos Gerais:
Aplicação Geral → Indústrias (petrole, celulose, 
 mineração, alimentação, etc.)
Processo industrial → Manter variáveis dentro de faixas 
 de valores específicos → 
Qualidade!
Evolução tecnológica → seres humanos 
x 
Sistemas automáticos
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Sistemas em Malha aberta:
São caracterizados pelo fato de que o da variável de saída é 
produto do processamento feito pela planta e por ajustes pré-
estabelecidos, não há comparação entre o valor desejado e o 
valor de saída.
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Sistemas em Malha Aberta:
Exemplos:
Máquinas de lavar roupas;
Ventiladores;
Microondas;
Ensino sem avaliação;
Motores elétricos sem proteção.
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Sistemas em Malha Fechada:
São caracterizados pelo fato de que o da variável de saída é 
constantemente medida e comparada com o valor desejado.
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Sistemas em Malha Fechada:
Exemplos:
Refrigeradores;
Sistema de injeção eletrônica de carros “flex”;
Ser humano em um banho quente;
Dirigir;
Automóveis!
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Sistemas Contínuos:
A variável de 
interesse existe em 
qualquer instante de 
tempo considerado. 
O seu valor também 
pode ser qualquer 
valor dentro de uma 
faixa especificada.
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Sistemas Contínuos:
Exemplos:
Temperatura do ar em um ambiente;
Fluxo contínuo de água em uma canalização;
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Sistemas Discretos:
A variável de 
interesse existe 
apensa em valores 
específicos de 
tempo.
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Sistemas Discretos:
Exemplos:
Juros bancários;
Sistema de vacinação;
Máquina de envase.
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Terminologia:
Conjunto de termos utilizados que definem as características 
em termos de medida e controle referentes aos diversos 
equipamentos utilizados em um sistema de instrumentação.
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Terminologia:
Faixa de Medida (range)
Conjunto de valores da variável medida que estão 
compreendidos dentro do limite inferior e superior da 
capacidade de medida ou de transmissão do instrumento de 
medição. Expressa-se pelos valores extremos
Ex: 50 a 500m³
10 a 100 psi
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Terminologia:
Alcance (span)
É a diferença entre os valores superior e inferior da faixa 
de medida do instrumento
Ex: 50 a 500m³ → span → 450m³
10 a 100 psi → span → 90 psi
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Terminologia:
Erro
É a diferença entre o valor lido ou transmitido pelo 
instrumento e o valor real da variável medida
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Terminologia:
Erro Estático
É o erro associado a um sistema que está em regime 
permanente, esse erro pode ser positivo ou negativo 
indicando erro para mais ou para menos.
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Terminologia:
Erro Dinâmico
É o erro associado ao atraso relacionado a transferência 
do valor da variável para o medidor. Esse erro acontece em 
sistemas que mudam o valor da variável ao longo do processo 
de medição.
O valor medido está atrasado em relação ao valor atual da 
variável.
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Terminologia:
Exatidão
Pode ser definida como a capacidade de um instrumento 
de fornecer valores de medição próximos aos valores reais da 
variável medida.
Pode ser descrita de três maneiras:
Percentual do fundo de escala (% FE)
Percentual do span (% do alcance)
Percentual do valor lido (% VL)
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Terminologia:
Exemplo:
Considere um instrumento de medição de temperatura 
com range de 50 a 150º Celsius e com valor medindo de 90° 
Celsius. Determine o intervalo real do variável medida para o 
caso em que a exatidão é 1% do FE.
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VR = 90° C ±0.01⋅150° C
VR = 90° C ±1.50 ° C
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Terminologia:
Exemplo:
Considere um instrumento de medição de temperatura 
com range de 50 a 150º Celsius e com valor medindo de 100° 
Celsius. Determine o intervalo real do variável medida para o 
caso em que a exatidão é 1% do span.
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VR = 90° C ±0.01⋅100° C
VR = 90° C ±1.00 ° C
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Terminologia:
Exemplo:
Considere um instrumento de medição de temperatura 
com range de 50 a 150º Celsius e com valor medindo de 100° 
Celsius. Determine o intervalo real do variável medida para o 
caso em que a exatidão é 1% do valor lido.
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VR = 90° C ±0.01⋅90° C
VR = 90° C ±0.90 ° C
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Terminologia:
Largura de Faixa (Rangeabilidade)
É a relação entre o valor máximo e o valor mínimo, lidos 
com a mesma exatidão na escala de um instrumento.
Ex: Para um sensor de vazão cuja escala é de 0 a 300 gpm 
com exatidão de 1% e largura de faixa de 10:1 a exatidão será 
respeitada com valor entre 30 a 300 gpm
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Terminologia:
Zona morta
É a máxima variação que uma variável pode ter sem que 
provoque alteração na indicação ou no sinal de saída do 
instrumento de medição
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Terminologia:
Sensibilidade
É a mínima variação que a variávelpode ter provocando 
variação na indicação ou no sinal produzido pelo instrumento.
Ex: Um instrumento com range de 0 a 500°Celsius e com uma 
sensibilidade de 0.05% 
Mínima variação 
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0.05
100
⋅500 = 0.25 ° C
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Terminologia:
Histerese
É o erro máximo apresentado por um instrumento para 
um mesmo valor medido quando o instrumento percorre toda 
a escala no sentido ascendente e descendente. Expressa-se 
com porcentagem do span do equipamento.
 
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Terminologia:
Histerese
Ex: Num instrumento com range de -50 a 150 °C sendo 
sua histerese de ±0.3% o erro será de:
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0.3
100
⋅200 = ±0.6° C
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Terminologia:
Repetibilidade
É a máxima diferença entre diversas medidas de um 
mesmo valor, adotando sempre o mesmo sentido de variação. 
Expressa-se como uma porcentagem do valor do span.
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Terminologia:
Funções de Instrumentos
Indicador: 
Instrumento que dispõe 
de visor no qual pode-se 
ler o valor da variável 
medida.
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Terminologia:
Funções de Instrumentos
Indicador: 
Instrumento que dispõe 
de visor no qual pode-se 
ler o valor da variável 
medida.
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Terminologia:
Funções de Instrumentos
Registrador: 
Instrumento que registra o 
valor da variável em linhas 
contínuas ou pontos.
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Terminologia:
Funções de Instrumentos
Transmissor: 
Instrumento que envia 
informações à distância do 
local de medida.
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Terminologia:
Controlador: Instrumento que compara o valor da 
variável medida com um valor de referência, fornecendo um 
sinal de controle, caso necessário, a fim de manter o valor da 
variável de processo dentro de valores desejados.
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Terminologia:
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Terminologia:
Elemento Final de Controle
Elemento que recebe o sinal 
de controle e que é o responsável 
direto pela alteração no valor da 
variável manipulada
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Terminologia:
Identificação de Instrumentos
As normas de instrumentação estabelecem regras que 
envolvem símbolos, gráficos e codificação para a 
identificação alfanumérica de instrumentos ou funções.
Essas regras devem ser utilizadas para a elaboração de 
diagramas, malhas de controle e projetos de instrumentação.
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Terminologia:
Identificação de Instrumentos
De acordo com a norma ISA-S5, cada instrumento ou 
função será identificado por um conjunto de letras que o 
classifica funcionalmente e um conjunto de algarismos que 
indica a qual malha o equipamento pertence ou função.
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Terminologia:
Identificação de Instrumentos
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Identificação do Instrumento
P RC 001 02 A
Variável Função Área de atividade n° seqüencial de malha Sulfixo
Identificação Funcional Identificação de Malha
P = Variável medida - pressão;
R = Função passiva ou de informação - Registrador;
C = Função ativa ou de saída - Controlador;
001 = Área de atividade onde o instrumento atua;
02 = Número seqüencial da malha
A = Sulfixo
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Fluxogramas: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
Simbologia de instrumentos de campo e painel
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
Simbologia de instrumentos de campo e painel
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Símbolos de Instrumentos: (NBR 8190 e ISA-S5.1)
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Determine a 
função dos 
instrumentos da 
planta ao lado.
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