Definições de Instrumentação e Metrologia

Prévia do material em texto

INSTRUMENTAÇÃO E METROLOGIA 
Professor Valter Lima Júnior 
DEFINIÇÕES: 
Aferição - Conjunto de operações que estabelece, sob condições específicas, a relação dos 
valores indicados por um instrumento ou sistema de medição, ou dos valores representados 
por uma medição material ou de um material de referência com os valores correspondentes 
de uma grandeza determinada por um padrão de referência. 
 Amplitude da faixa (span) - Diferença algébrica entre os valores superior e inferior da faixa de 
operação de um dispositivo qualquer (por exemplo: 0 a 5 bar, amplitude 5 bar; 0 a 200 kgf/cm, 
amplitude 200 kgf/cm; 0 a 100 C, amplitude 0 a 100 C). 
 Atuador (actuador) - Ver elemento final de controle 
 Calibração - Operação que tem por objetivo levar o instrumento de medição a uma condição 
de desempenho e ausência de erros sistemáticos, adequados ao seu uso. 
Cavitação (em Válvulas de Controle) - Nome dado ao fenômeno que ocorre quando no 
transcorrer do processo de redução de pressão, de P 1 para P 2 , se verificar a seguinte 
situação: P < P v e P 2 > P v . Para uma válvula de controle operando com fluido líquido, 
temos: 
 P 1 : pressão absoluta a montante da válvula; 
P 2 : pressão absoluta a jusante da válvula, após recuperação de pressão; 
P v : pressão de vapor do fluido a temperatura de operação; 
P: pressão após a saída da sede e no interior da válvula. 
 Nota: ∆P é a perda de carga permanente devida à válvula, onde ∆P = P 1 - P 2 . 
Compensação - Para instrumentação de processo, tal termo é aplicado à provisão de 
construção especial, inclusão de dispositivo, circuito suplementar ou ainda o uso de materiais 
especiais, de forma a reduzir fontes de erro devido a variações nas condições operacionais 
especificadas. 
Comprimento de imersão de poço de temperatura - é o comprimento da ponta livre do poço 
até a superfície interna da tubulação ou equipamento no qual o poço está inserido. 
Comprimento de inserção de poço de temperatura - é o comprimento da ponta livre do poço 
até o ponto de fixação mecânica do poço no flange ou na rosca; é designado pelo símbolo “U” 
Condições Normais de Operação - Conjunto de “ranges” correspondentes às condições 
operacionais que determinado instrumento ou equipamento é projetado para operar. As 
influências de tais “ranges” nas características de desempenho do referido instrumento 
ou equipamento, devem ser definidas individualmente e conhecidas. 
 Condições de referência - Condições de uso para um instrumento de medição estabelecidas 
para ensaios de desempenho, ou para garantir uma comparação válida entre resultados de 
medições. 
 Controlador (controller) - Dispositivo que opera de modo automático, executando uma ou 
mais ações de comando, de forma a regular uma ou mais variáveis controladas. 
 Controle automático (automatic control system) - Sistema que opera sem intervenção 
humana. 
 Controle bi-estável (on-off control system) - Sistema de controle automático que opera entre 
duas condições de equilíbrio estável (o elemento de controle assume duas posições apenas: 
ligado ou desligado, aberto ou fechado). 
 Correção - Valor que, adicionado algebricamente a um resultado não-corrigido de uma 
medição, compensa um erro sistemático considerado. 
Derivação - Lenta variação com o tempo de uma característica metrológica de um instrumento 
de medição. 
Elemento Primário - Componente de um sistema cuja função é converter parte da 
energia associada a uma variável medida, em uma forma adequada à medição. 
 Elemento final de controle (final control element) - Dispositivo que recebe o sinal final de 
controle e age proporcionalmente sobre a variável manipulada. 
Emissões Fugitivas - Emissões de gases ou vapores de equipamentos sob pressão que 
ocorrem devido a vazamentos involuntários ou irregulares. 
Erro (absoluto) de medição - Resultado de uma medição menos o valor real do mensurando. 
Erro Total Provável (ETP) - Erro máximo esperado para o instrumento quando submetido a 
condições de uso distintas daquelas de referência quando da calibração e/ou informadas pelo 
fabricante. 
 Estabilidade - Capacidade de um instrumento de medição manter constantes suas 
características metrológicas. 
 Exatidão da medição - Proximidade entre o resultado de uma medição e o valor real 
(convencional) do mensurando. 
 Faixa de medição / Faixa de operação (range / measuring range) - Região determinada pelos 
limites em que uma variável é medida, transmitida ou recebida, expressa pela designação dos 
valores inferior e superior correspondente (p.e. faixa 0,2 a 1,0 kgf/cm, 3 a 15 psig, -50 a +100 
C). 
Faixa de medição especificada - Conjunto de valores, para um mensurando, que dentro do 
qual se assume que o erro do instrumento de medição estará dentro dos limites especificados. 
Fluido Tóxico - fluidos cuja emissão para a atmosfera, além de determinados limites 
admissíveis, apresenta potencial de risco para pessoas ou ao meio ambiente. 
 Grandeza de influência - Grandeza não sujeita à medição, mas que influencia o valor do 
mensurando ou a indicação do instrumento de medição. 
 Histerese (histeresis) - Desvio entre os valores do sinal de saída para o mesmo valor do sinal 
de entrada, quando medidos em sentido oposto do ciclo de medição (e usualmente 
determinada pela diferença entre o desvio máximo das curvas ascendente e descendente do 
ciclo de medição, expresso em porcentagem da amplitude da faixa e a zona correspondente). 
Para qualquer pequena inversão do sinal de entrada, é sempre possível verificar uma inversão 
correspondente do sinal de saída, o que permite estabelecer a diferença entre a histerese e a 
zona morta, quando esta existe. 
 Incerteza da medição - Resultado de uma avaliação que tem por fim caracterizar a faixa 
dentro da qual se espera que o valor real do mensurando se encontre, geralmente com uma 
dada probabilidade. 
 Instrumento de medição - Dispositivo destinado a fazer medição quer só, quer em conjunto 
com equipamentos suplementares. 
 Instrumento de Indicação Local - Instrumento de medição que apresenta visualmente o valor 
instantâneo da variável medida, próximo a(s) tomada(s) de processo. 
 Limites de erro permissível (de um instrumento de medição) - Valores extremos de um erro, 
permitidos pelas especificações, regulamentos, etc. para um dado instrumento de medição. 
Limite Inferior do “Range” (LRL) - Menor valor inferior do “range” que pode ser obtido através 
de ajuste, em um determinado instrumento ou equipamento. 
Limite Superior do “Range” (URL) - Maior valor superior do “range” que pode ser obtido, 
através de ajuste, em um determinado instrumento ou equipamento. 
Linearidade (linearity) - Aproximação com a qual uma curva de calibração acompanha uma 
reta ideal. 
Malhas de controle - malhas com a função de manter uma ou mais variáveis de processo 
dentro de limites especificados ou de fazer parte de um sequenciamento ou comando de 
manobra visando a atuação de um elemento final (válvula de controle, válvula “on-off”, relé 
de partida de um equipamento etc.). 
Malhas de indicação - malhas com a função de indicação ou alarme para fins de supervisão . 
Malhas de intertravamento - malhas com a função de proteger um equipamento ou de evitar 
eventos perigosos às pessoas ou ao meio ambiente. Inclui as funções instrumentadas de 
segurança, inclusive os seqüenciamentos considerados como tal (exemplo: malhas que fazem 
parte do seqüenciamento de acendimento de forno). 
 Material de referência - Material ou substância dos quais uma ou mais propriedades são 
suficientemente bem estabelecidas paraserem usadas para a aferição de um aparelho, a 
variação de um método de medição ou a atribuição de valores a materiais. 
Mensurando - Grandeza submetida à medição. 
Metrologia legal - aquela que se refere às exigências legais, técnicas e administrativas, 
relativas às unidades de medida, aos métodos de medição, aos instrumentos de medir e às 
medidas materializadas; aplicadas aos sistemas de medição que envolvem transações 
comerciais, bem como aquelas que envolvem a saúde e a segurança dos cidadãos 
Normalmente aberto – N/A (normally open) - Dispositivo que se encontra na posição de 
repouso (sem alimentação, sem excitação), no estado desligado, aberto (“off”). 
Normalmente fechado - N/F (normally closed) - Dispositivo que se encontra na posição de 
repouso (sem alimentação, sem excitação), no estado ligado, fechado (“on”). 
Padrão (de medição) - Medida material, instrumento de medição, material de referência ou 
sistema de medição que definem, concretizam, conservam ou reproduzem uma unidade, ou 
um ou mais valores de uma grandeza, para transferi-los a outros instrumentos de medição, por 
comparação. 
Padrão (de medição) internacional - Padrão reconhecido por uma decisão nacional oficial para 
servir, em um país, como a base para fixação do valor de todos os outros padrões da referida 
grandeza. 
 Precisão (accuracy) - Grau de conformidade entre o valor numérico atribuído e uma grandeza 
qualquer e o valor real dessa mesma grandeza, expressa em termos do limite de erro 
permissível. 
 Precisão de leitura (precision) - Grau de aproximação com que o valor numérico de uma 
grandeza medida pode ser expresso (e função da resolução da escala de medida). 
 Precisão de medida (measuring accuracy) - Limite de erro permissível entre o valor medido e 
o valor real de uma grandeza qualquer, em condições de operação especificadas. Expressa 
normalmente em porcentagem da amplitude da faixa, porcentagem do máximo valor, 
porcentagem do valor instantâneo, ou como um valor numérico da mesma unidade de 
medida. 
Pressão de Projeto - Valor de pressão utilizado no projeto de um vaso ou outro equipamento 
de processo, com o propósito de determinar a mínima espessura admissível ou características 
físicas das partes internas, para uma dada temperatura. 
Pressão Estática - Para instrumentos de pressão diferencial, é o valor de pressão do processo 
que é aplicado igualmente em ambas as tomadas. 
Rastreabilidade - Propriedade do resultado de uma medição pela qual esta pode ser 
relacionada com os padrões de medição apropriados, geralmente internacionais ou nacionais, 
através de uma cadeia ininterrupta de comparações. 
Repetibilidade (repeatibility) - Medida de concordância entre medidas consecutivas do sinal 
de saída para um mesmo valor do sinal de entrada, mantidas condições idênticas de operação 
e considerando sempre o mesmo sentido em cada percurso da faixa do total de medição (a 
medida é representada como uma não linearidade, expressa como o desvio máximo entre as 
diversas medições, em porcentagem da amplitude da faixa correspondente). 
Resolução (resolution) - Menor intervalo entre dois sinais discretos adjacentes que podem ser 
distinguidos como valores distintos (resolução de saída e a menor variação possível do sinal de 
saída que um dispositivo qualquer é capaz de produzir. Resolução de entrada é a variação 
correspondente exigida do sinal de entrada). A resolução é usualmente expressa em 
porcentagem da amplitude da faixa do sinal de que se trata. 
Sensibilidade (sensitivity) - Relação entre a magnitude da variação do sinal de saída e a 
variação correspondente do sinal de entrada, medida no estado de equilíbrio. 
Sinal (signal) - Variável física cujos parâmetros fornecem informações a respeito de uma 
segunda variável (o sinal fornece a representação quantitativa da segunda variável). 
 Sinal de controle (control signal) - Sinal fornecido pelo controlador que age sobre a variável 
manipulada de um sistema de controle, diretamente ou através de dispositivo (atuadores) ou 
controladores auxiliares. 
Sinal de entrada (input signal) - Sinal aplicado a um dispositivo ou sistema qualquer, capaz de 
fazer variar o seu estado de equilíbrio. 
 Sinal de medida (measuring signal) - Sinal fornecido pelo elemento sensor, diretamente ou 
através de transdutor ou transmissor apropriado, que mede o valor de uma variável de 
processo. 
Sinal de saída (output signal) - Sinal fornecido a um dispositivo ou sistema qualquer, em 
resposta a um determinado sinal de entrada. 
“skid” - equipamentos e acessórios fornecidos montados sobre uma mesma base comum. 
“Span” - Diferença algébrica entre os valores superior e inferior do “range”. Exemplos: 
 a) “range” 0 kgf/cm 2 a 15 kgf/cm 2 , “span”: 15 kgf/cm 2 ; 
b) “range” -20 °C a 100 °C, “span”: 120 °C; 
c) “range” 0 m 3 /h a 100 m 3 /h, “span”: 100 m 3 /h. 
Temperatura Ambiente - Temperatura do meio que envolve o instrumento ou 
equipamento, considerando-os instalados e dissipando calor. 
Unidade pacote - conjunto de equipamentos e acessórios projetados para realizar uma 
operação unitária definida, supridos para uma mesma fonte e objeto de um único pedido. 
 
Valor desejado (setpoint) - Variável de entrada que estabelece o valor desejado da variável 
controlada (o valor desejado e a variável controlada devem ser expressos nas mesmas 
unidades). 
Valor Inferior do “Range” (LRV) - Menor valor do “range” que o instrumento foi ajustado. 
Valor Superior do “Range” (URV) - Maior valor do “range” que o instrumento foi ajustado. 
Válvula de Controle - Elemento final de controle, através do qual flui o fluido de processo, e 
que recebe sinal de comando do sistema de supervisão e controle, para ajustar a área de 
passagem, de modo a modificar o valor da vazão do fluido de processo. 
Válvula “on-off” - válvula que pode assumir dois estados discretos (aberto ou fechado), 
liberando ou bloqueando o fluido de processo. 
Vaporização (em Válvulas de Controle) - A vaporização ocorre quando no transcorrer do 
processo de redução de pressão, de P 1 para P 2 , se verificar a seguinte situação: P < P v e P 2 
< P v . Para uma válvula de controle operando com fluido líquido, temos: 
 P 1 : pressão absoluta a montante da válvula; 
P 2 : pressão absoluta a jusante da válvula, após recuperação de pressão; 
P v : pressão de vapor do fluido a temperatura de operação; 
P : pressão após a saída da sede e no interior da válvula. 
 Nota: ∆P (= P 1 - P 2 ) é a perda de carga permanente devida a válvula; 
Variável controlada (controlled variable) - Variável cujo valor se deseja manter regulado numa 
forma ou valor determinado. 
Variável de processo (process variable) - Qualquer grandeza ou condição de um processo que 
é passível de variação. 
Velocidade de resposta (speed of response) - Velocidade com que um sinal de saída de um 
dispositivo qualquer varia em resposta a variação do sinal de entrada correspondente. 
Zona morta (dead band) - Faixa em que um sinal de entrada pode variar sem provocar 
variação sensível de sinal de saída. Usualmente, a zona morta é expressa em porcentagem de 
amplitude.