Laboratório - Medição de pressão

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Universidade Federal de Lavras 
Departamento de Engenharia 
 
 
 
 
 
 
 
Laboratório 5: 
Medição de Pressão 
 
 
 
Instrumentação – GNE195 
Belisário Nina Huallpa 
 
 
 
 
Emanuelle Pereira Machado Faria 201420887 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lavras - MG 
2017 
Introdução 
 
Os sensores de pressão, também conhecidos como transdutores ou indicadores, são 
utilizados para medir a pressão. Principalmente, são usados para calcular a força de gases 
ou de líquidos. Sensores de pressão funcionam como um aviso quando a pressão aplicada é 
muito grande ou muito pequena. 
O princípio de funcionamento de um transmissor é bastante simples. O sensor de 
pressão converte o valor da pressão mecânica em um sinal elétrico proporcional. O sensor 
de pressão normalmente consiste em um corpo principal estável e um diafragma. O diafragma 
é o elemento mais importante para a medição de pressão e é equipado com estruturas de 
resistência sensitiva à tensão e à compressão, também conhecidas como extensômetros ou 
strain-gauges (DMS). 
O diafragma deforma-se sob a influência de pressão. Assim, os extensômetros 
conectados a ele são estendidos ou comprimidos e sua resistência varia de acordo com o 
movimento. Esta alteração de resistência é diretamente proporcional à pressão. Por exemplo, 
se os resistores estão conectados a uma ponte de Wheatstone, o resultado do sinal elétrico 
pode ser medido e transferido a um indicador. 
 
 
 
Objetivos 
 
 Familiarização com sensores de pressão. 
 
 
Procedimentos e Resultados 
 
Para esse experimento utilizaremos o sensor de pressão do kit didatico 
XC200/XC201. 
O foco deste roteiro pratico é o módulo de "Sensor de Pressão". No entanto, alguns 
componentes de módulos auxiliares, como o "Indicador Universal", "botão de segurança", 
''saída binária", também serão utilizados. 
O módulo "Sensor de Pressão", é composto por um sistema manual de compressão de ar 
que permite aplicar a pressão gerada simultaneamente aos outros dois componentes do 
módulo: um manômetro de indicacão visual e um medidor 
com saída contínua, que produz um sinal de 0 a 10[V], de forma proporcional a uma pressão 
de 0 a 40 [kPa] em sua entrada. O sinal de saída está disponível para o usuário do kit didático 
no ponto de conexão "0 ~ 10 Vdc". 
 
 
5.2.1 Uso do Conversor Analogico/Digital. Com o objetivo de se familiarizar com o uso do 
Conversor A/D do módulo "Indicador Universal", apresentamos os valores de pressão 
medidos pelo sensor de saída contínua, utilizamos as especificações do sensor para 
preencher a primeira coluna da tabela a seguir. 
 
Pressão 
[kPa] 
Tensão 
[V] 
Valor digital 
[Bin] 
Valor digital 
[Dec] 
0 0 0000000000 0 
40 10 1111111111 1023 
 
Posteriormente, realizamos os testes necessários com o conversor para preencher a 
terceira coluna (valor digital binário). Com os pares de pontos da primeira e da última coluna, 
foi resolvido o sistema linear a seguir. 
 
P1 = A*VD1 + B → 0 = A*0 +B → B=0 
P2 = A*VD2 + B → 40= A*1023 + B → A=0,039 
 
Assim encontramos os valores de "A" e "B" que regem a função linear a ser utilizada 
para determinar os valores de pressão medidos com o sensor, a partir dos valores 
apresentados pelo Conversor A/D. 
 
 
5.2.2 Medições de Pressão. Com o objetivo de comparar os valores de pressão medidos 
com o manômetro de indicação visual com o sensor de saída contínua, preenchemos a tabela 
a seguir, da seguinte maneira: usamos o sistema de compressão manual de ar de forma que 
cada valor especificado na primeira coluna seja visualmente apresentado pelo manômetro. 
Para cada um desses valores, anotamos o código binário indicado pelo Conversor A/D. 
Posteriormente, convertemos os valores binários em valores decimais, preenchendo a 
terceira coluna. Finalmente, utilizamos a relação obtida no experimento anterior para 
preencher a última coluna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pressão 
[kPa] 
Manômetro 
[mmHg] 
Valor digital 
[Bin] 
Valor digital 
[Dec] 
Ppiezoresistivo 
[kPa] 
40,0 300 1110101001 937 36,543 
37,3 280 1101101001 873 34,047 
34,7 260 1100100010 802 31,278 
32,0 240 1011100010 738 28,782 
29,3 220 1010011101 669 26,091 
26,7 200 1001011100 604 23,556 
24,0 180 1000010101 533 20,787 
21,3 160 0111010010 466 18,174 
18,7 140 0110010010 402 15,678 
16,0 120 0101001110 334 13,026 
13,3 100 0100001001 265 10,335 
10,7 80 0011000111 199 7,761 
8,0 60 0010000011 131 5,109 
5,3 40 0000111111 63 2,457 
2,7 20 0000000000 0 0 
0,0 0 0000000000 0 0 
 
 
Seguem as curvas: PManômetro e Piezoresistivo x Número da medição. 
 
 
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
937 873 802 738 669 604 533 466 402 334 265 199 131 63 0 0
P
re
ss
ão
 [
kP
a]
Valor digital [Dec]
PManômetro x Nº da medição
 
 
Em um mesmo plano cartesiano, temos: 
 
 
 
 
Conclusão 
 
 Com este experimento torna-se possível observar a aplicação de sensores de pressão 
que possuem uma larga aplicação, e variam conforme a necessidade. 
 Ao comparar os valores de pressão medidos com o manômetro de indicação visual e 
com o sensor de saída contínua, pode-se perceber grande coerência, uma vez que os valores 
foram bem semelhantes, como é mostrado no último gráfico, em que temos as curvas 
PManômetro x Número da medição e Piezoresistivo x Número da medição juntas no mesmo 
plano cartesiano. Portanto, concluímos com êxito o experimento, a partir do objetivo de 
familiarização com o sensor de pressão. 
0
5
10
15
20
25
30
35
40
937 873 802 738 669 604 533 466 402 334 265 199 131 63 0 0
P
p
ie
zo
re
si
st
iv
o
 [k
P
a]
Valor digital [Dec]
PPiezoresistivo x Nº da medição
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
45,0
937 873 802 738 669 604 533 466 402 334 265 199 131 63 0 0