INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL

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INSTRUMENTAÇÃO 
INDUSTRIAL 
Acadêmicos: Cássio Becker Sapper 
Mateus krindges Escobar 
Regis Almir Rohde 
 
Prof: Dr. André João de Souza 
Algumas áreas onde se aplica a 
instrumentação eletrônica 
• petróleo, química, cerâmica, alimentos, 
siderúrgica, celulose e papel, têxtil, 
geração de energia elétrica, etc 
Existem dois sistemas de controle 
de variáveis em nosso 
ordenamento 
• Sistema em malha aberta:a informação 
sobre a variável controlada não é utilizada 
para ajustar quaisquer das variáveis de 
entrada 
 
• Sistema em malha fechada:regula a 
variável controlada, fazendo correções em 
outra variável do processo 
Sistema em Malha Fechada 
CLASSIFICAÇÃO DA 
INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL 
• Instrumentos Cegos 
• Instrumentos Indicadores 
• Instrumentos Registradores 
• Elementos Primários 
• Transmissores 
• Conversores 
• Controladores 
• Elementos Finais de Controle 
INSTRUMENTOS CEGOS 
• são aqueles que não tem indicação visível 
do valor da variável medida. 
INSTRUMENTOS INDICADORES 
• são os que dispõe de indicador e escala 
graduada, na qual se pode ler o valor da 
variável medida/controlada 
 
INSTRUMENTOS 
REGISTRADORES 
• são os que registram a variável 
medida/controlada com um traço contínuo 
ou através de pontos. 
 
ELEMENTOS PRIMÁRIOS 
 
• são os que estão em contato direto com a variável medida/controlada e que utilizam 
ou absorvem energia do próprio meio, para fornecer ao sistema de medição uma 
resposta em função da variação da variável medida/controlada. 
 
 
 
 
TRANSDUTOR ÓPTICO LINEAR 
Extensometros 
 detectam deformação com uma variação de 
resistência elétrica 
Podem ser usados como tradutores de praticamente 
em todas as variáveis., desde que combinados com 
um sistema adequado. Ideal para fazer um 
instrumento analógico ter uma saída digital. 
 
Photosensor 
 
Sensores 
• SENSORES DE POSIÇÃO 
• SENSORES DE CARGA 
• SENSORES DE PRESSÃO 
• SENSORES DE TEMPERATURA 
• SENSORES DE VAZÃO 
• SENSORES DE NÍVEL LÍQUIDO/SOLIDO 
• SENSORES DE UMIDADE 
 
Sensores de 
Posição/Deslocamento 
• Reportam a posição física de um objeto 
com respeito a um ponto de referência. 
• Informação linear ou angular. 
 
Potenciômetro 
•Converte o deslocamento linear ou angular em variação de resistência. 
Encoders Óticos Rotativos 
•Produz uma saída digital 
 
•TIPOS 
• encoder absoluto 
• encoder incremental. 
 
Encoders Absolutos Óticos 
•Elemento básico é um disco de vidro 
estampado por um padrão de 
trilhas concêntricas. 
 
•A saída é diretamente digital. 
 
•Sempre fornece a posição absoluta. 
 
•Não há contato físico para a detecção. 
 
•Preço alto em função da precisão. 
 
•O mau alinhamento das fotocélulas 
pode causar erros de leitura. 
 Encoders Óticos Incrementais 
•Possui apenas uma trilha 
com dentes igualmente 
espaçados. 
•A posição é determinada pela 
contagem do numero de 
dentes. 
•Necessita de um ponto de 
referencia inicial. 
 
•Um só foto sensor não é 
suficiente para determinar o 
sentido de rotação do disco. 
 
•necessita um hardware de 
decodificação. 
Tacômetro óptico 
Tacômetros com rotores 
dentados 
Tacômetro DC 
•È basicamente um gerador que 
produz uma diferença de potencial 
proporcional a velocidade do eixo. 
 
 
 
Sensores de proximidade 
• Chaves limite(chave de fim de curso). 
• Sensores ópticos de proximidade. 
• Sensores de proximidade por efeito Hall 
 
 
Ópticos 
Efeito Hall 
Sensores de carga 
Sensor de Carga com Mola e 
Potenciômetro 
Sensores de Pressão 
• Usados para medir Pressão/ Vácuo 
• Medidas de pressão feitas para gases e 
líquidos. 
• Pressão: força por unidade de área que 
um material exerce sobre o outro. 
 
Manômetros de equilíbrio de pressão e força. 
Equilibrando –se uma força ou pressão conhecida com uma 
desconhecida. 
Manômetro de Coluna Líquida 
a) Piezômetro Simples ou Tubo 
b) Tubo ou Manômetro em “U”; Piezométrico 
c) Manômetro Diferencial; 
d) Manômetro ou Tubo Inclinado. 
Diafragma flácido 
De campânula 
De pistão 
Manômetro Bourbon 
Manômetros eletromecânicos 
 
 
 
 
Tipos de Manômetros 
Manômetro de Coluna Líquida 
 
 Esse tipo de manômetro é um dos mais usados na indústria. Podem ser do tipo 
tubo em U e do tipo em L. 
É usado em previsões atmosfericas. 
Manômetro por deformação 
de material elástico 
Tipo Fole 
Utilizado em baixas pressões ,quando 
pressões absolutas estão sendo medidas. 
Material do fole: Cobre Latão.Bronze. 
Tipo Membrana(ou diafragma) 
Utilizado para medir pressões 
muito baixas 
 
 Material utilizado:borracha, 
neoprene, teflon ou couro. 
 
Para se obter uma grande 
sensibilidade usa-se material 
metalico. 
Tubo de Bourbon 
Manômetros elásticos usando extensômetros (strain-gage) 
Manômetro associados a 
transdutores piezoelétricos 
Semicondutor 
NIVEL 
• Sistema discreto 
• Bóia com chave limite 
• Fotosensores 
• Eletrodos(para líquidos levemente saturados). 
• Sistema contínuo 
• Visor de vidro 
• Sistema flutuante(bóias) 
• Por pressão 
• Pesagem 
• Capacitivo 
• Radar 
• Radioativo 
 
 
 
 
 
Sensor de Nível Discreto 
Visor de Vidro 
Sistemas flutuantes(Bóias) 
Bóias Magnéticas 
Nível por Pressão diferencial 
Medidor de Nível por Empuxo 
Medidor Ultrasonicos 
Medidor por Radar 
Medidor radioativo 
Capacitivo 
 
NIVEL POR PESAGEM 
 
Vazão 
• Sensores de vazão medem a quantidade 
de material fluido passando por um ponto 
a um certo tempo. 
• Usualmente o material, gás ou líquido, 
está fluindo em um tubo ou um canal 
aberto. 
• PIZOELETRICOS 
• TUBOS DE VENTURI 
• BOCAL DE FLUXO 
• TUBO PITOT 
• ELEMENTO DE FLUXO ANNUBAR 
• MEDIDOR DE VAZAO DE PRESÃO DIFERENCIAL 
• MEDIDORES MECANICOS DE VAZÃO 
• ELETROMAGNETICOS 
• MEDIDORES DE VAZÃO DE MASSA 
• MEDIDORES DE VAZÃO A TURBINA 
• BONBAS A PISTÃO 
 
Sensores de vazão 
MEDIDOR DE VAZÃO DE PRESÃO 
DIFERENCIAL 
 
•A pressão de um fluido em movimento é proporcional à vazão. 
•È um dos medidores de pressão mais simples. 
Venturi 
Tubo Pitot 
•Não é muito utilizado na industria 
 
•Porem é uma fermenta muito 
eficiente no laboratório. 
Anubar 
Sensor de vazão por turbina 
Sensor de efeito Hall 
Eletromagnético 
Sistemas mecânicos 
Bombas a Pistão 
TEMPERATURA 
• TERMOMETRO DE LIQUIDO EM VIDRO 
• TERMOMETRO DE LIQUIDO EM METAL 
• TERMOMETROS ACIONADOS A VAPOR 
• TERMOMETROS A GAS 
• TERMOMETROS BIMETALICOS 
• TERMOMETROS DE RESISTENCIA 
• TERMISTORES 
• TERMOPAR 
• PIROMETRO INFRA VERMELHO 
• PIROMETRO DE RADIAÇÃO TERMICA 
• PIROMETROS OPTICOS 
 
TERMOMETRO DE LIQUIDO EM VIDRO 
 
• O mais comum 
 
TERMOMETRO DE LIQUIDO EM METAL 
 
TERMOMETROS ACIONADOS A VAPOR 
 
TERMOMETROS A GAS 
 
TERMOMETROS BIMETALICOS 
 
TERMOMETROS DE RESISTENCIA 
 Baseia-se no fato que os metais 
aumentam a sua resistência 
com o aumento da 
temperatura. 
Material mais usado:platina 
Baixa sensibilidade 
Resposta lenta a variações 
bruscas de temperatura 
Custo Alto 
 
 
 
TERMISTORES 
 Materiais semicondutores baseados em óxidos não são obtidas leituras precisas detemperatura. 
 
 Utilizam se para indicações de mudança de 
temperatura como indicação de 
superaquecimento. 
 
Muito sensíveis. 
TERMOPAR 
 
Efeito Seebeck: uma voltagem proporcional à temperatura pode ser 
produzida por um circuito composto por dois metais distintos. 
PIROMETRO INFRA VERMELHO 
 
 
PIROMETRO DE RADIAÇÃO TERMICA 
 
PIROMETROS OPTICOS 
 
Umidade 
 
TRANSMISSORES 
• aqueles que detectam as variações na 
variável medida/controlada através do 
elemento primário e transmitem-na a 
distância 
Transmissores de temperatura 
para termopares 
CONVERSORES 
• instrumentos que recebem um sinal de entrada pneumático ou 
eletrônico, procedente de um outro instrumento, e convertem-no em 
um sinal de saída padrão, que pode ser de dois tipos, 4 a 20 mAcc 
ou 2 a 1,0 kgf/cm²(19,614 a 98,07 kPa). 
 
CONTROLADORES 
• são instrumentos que comparam o valor da variável medida/controlada com 
o valor desejado e exercem uma ação de correção na variável 
manipulada,função da diferença entre estes dois valores e de sua equação 
de controle. 
 
Elementos Finais de Controle 
• são equipamentos que recebem o sinal de correção do 
controlador e, em função deste sinal modificam/atuam 
sobre a variável manipulada ou agente de controle. 
CLP(CONTROLE LÓGICO 
PROGRAMÁVEL) 
• O CLP funciona seqüencialmente, olhando o estado dos dispositivos 
ligados às suas entradas, operando a lógica de seu programa interno e 
determinando o estado dos dispositivos ligados às suas saídas; 
PADRONIZAÇÃO ISA 
• The Instrumentation, Systems and 
Automation Society, antes denominada 
Instrument Society of America 
• Norma S 51 
• Regula termos utilizados em 
instrumentação e controle de processos 
• Normaliza através da identificação por 
meio de um conjunto de letras tabelado.