Prova de Instrumentação Industrial do Bezerra

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA 
EXERCÍCIOS DE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL 
 
1. Na figura 3, temos um fluxograma de um processo industrial. Responda verdadeiro ou falso, nos 
itens a seguir: 
a) ( F ) O instrumento TIR é um registrador e indicador de temperatura localizado no campo; 
b) (F ) A malha 020 é uma malha de alarme, portanto caracterizada como um sistema de 
controle em malha fechada; 
c) (V) Os tipos de sinais de transmissões nas malhas 020 e 021 são sinais elétricos; 
d) (F ) As localizações dos instrumentos PIR-020, PAH-020, TIR-021, TIC-021 e FIC-021, 
não estão acessíveis ao operador; 
e) (V) O instrumento FT-021 é um transmissor de vazão, localizado no campo; 
f) (V) O instrumento FE-021 é um sensor de vazão, tipo placa de orifício; 
g) (V) A malha 021 é uma malha de controle de temperatura em cascata, que pode ser 
caracterizada como um sistema de controle de malha fechada; 
h) (V) A malha 021 possui dois controladores, dois elementos de medições (sensores) e um 
atuador; 
i) (V) Na malha 021 a variável controlada é a temperatura e a variável manipulada é a vazão de 
combustível para o queimador; 
j) (F) O instrumento PSH-020 é uma chave de alta pressão ( pressostato) e está acessível ao 
operador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FT 
FIC 
TT 
TIC 
TIR 
FCV FE 
PT PIR 
PSH PAH 
Queimador 
FORNO 
020 
021 
021 
021 
021 
021 
021 
021 
020 020 
020 
2. Para o sistema de controle da figura 3, o range do transmissor TT – 021 é (20 – 300)oC e saída de (4 
– 20) mA. Determine a temperatura do processo para uma corrente de 13,8 mA na saída deste, 
sabendo-se que o sensor de temperatura é uma RTD PT-100. 
 
 
3. As termoresistências são sensores que se baseiam no princípio da variação da resistência em função 
da temperatura. Para uma termoresistência do tipo pt-1000 é correto afirmar: 
a) (x) É uma termoresistência de platina cuja resistência elétrica é 1000 a 0oC; 
b) ( ) É um termopar tipo k; 
c) ( ) É uma termoresistência de níquel, cuja resistência elétrica é 1000 a 0oC; 
d) ( ) É uma termoresistência de cobre, cuja resistência elétrica é 1000 a 0 oC; 
e) ( ) É uma termoresistência de platina, cuja resistência elétrica é 100 a 0oC; 
 
4. Associe a primeira coluna com a segunda. 
 
(a) erro (f ) É a razão entre a variação do valor indicado ou transmitido por um 
instrumento e a variação da variável que o acionou, após ter alcançado o estado 
de repouso. 
 
(b) faixa de medida ( h ) É a máxima variação que a variável possa ter, sem provocar variações na 
indicação ou sinal de saída de um instrumento ou em valores absolutos do 
range do mesmo. 
 
(c) alcance ( a )É a diferença entre o valor lido ou transmitido pelo instrumento em 
relação ao valor real da variável medida. 
 
(d) histeresis ( b ) Conjunto de valores da variável medida que estão compreendidos dentro 
do limite superior e inferior da capacidade de medida ou de transmissão do 
instrumento. 
 
(e) exatidão ( g ) É a máxima diferença entre diversas medidas de um mesmo valor da 
variável, adotando sempre o mesmo sentido de variação. 
 
(f) sensibilidade ( c ) É a diferença algébrica entre o valor superior e inferior da faixa de 
medida do instrumento. 
 
(g) repetibilidade ( d ) É a diferença máxima apresentada por um instrumento, para um mesmo 
valor, em qualquer ponto da faixa de trabalho, quando a variável percorre toda 
a escala no sentido ascendente e descendente. 
 
(h) zona morta ( e ) Podemos definir como sendo o maior valor de erro estático que um 
instrumento possa ter ao longo de sua faixa de trabalho. 
 
5. Calcule a faixa de medição que um instrumento pode indicar, quando a temperatura real 
medida pelo mesmo é 30oC, sabendo-se que a escala de medição é de -20 a +80oC e sua 
exatidão é de ± 0,75% do alcance. Calcule também, a faixa de medição que outro instrumento 
pode indicar, quando a temperatura real medida pelo mesmo é 30oC, sabendo-se que a escala de 
medição é de -20 a +80oC e sua exatidão é de ± 0,75% do valor medido. 
 
 
 
6. No processo mostrado na figura 4, descreva qual é: 
a) A variável controlada; 
Nível. 
b) A variável manipulada; 
Vazão de Água. 
c) O meio controlado; 
Água. 
d) O agente de controle. 
Água. 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 4 
 
 
7. No sistema de medição da figura 5, a ponte de wheatstone foi balanceada a 15 oC, em uma 
temperatura ambiente de 20 oC. A tensão de saída da ponte é 16,6mV nesta situação. Pede-se: 
a) A temperatura do processo, para uma temperatura ambiente de 20oC; 
b) Se a temperatura ambiente variar para 65 oC e a tensão de saída da ponte modificar para 
17,77mV, determine a seção do cabo que está sendo utilizado para interligar a ponte a RTD, se a 
distância entre estes é de 400 m. 
Dados: A= 3,90802.10-3; B= -5,802.10-7; cu = 0,00393 [1/oC]; cu = 1/56 [.mm2/m]; 
 
Figura 5 
 
 
 
 
8. No circuito da figura 6, se R1 = R2 e R3 = R4 e R1 for um transdutor resistivo que varia da forma R1 
+ dR1, mostre que: 
11 4R
E
dR
dVo 
, onde 
1dR
dVo
 é a taxa de variação da tensão de saída da ponte em relação à variação 
da resistência elétrica do sensor resistivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 
Vo 
R4 
 
R3 
 
R1 
 
R2 
 
E 
 
- 
 
+ 
 
 
9. Faça o diagrama de blocos de um sistema de medição generalizado e explique a função de cada 
bloco. 
 
 
10. Mostre que na conexão a dois fios com RTD´s, utilizando a ponte de wheatstone, o erro devido às 
variações na temperatura ambiente ao longo dos cabos de conexões é dado por: 
 ERRO = (2.E.∆RL)/R .Explique o significado de cada termo nesta equação.