Relatório Transmissores Eletrônicos Analógicos de Pressão

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI 
CAMPUS ALTO PARAOPEBA 
 
 
 
 
 
 
 
TRANSMISSORES ELETRÔNICOS ANALÓGICOS DE PRESSÃO 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado como parte das 
exigências da disciplina Instrumentação 
Industrial sob responsabilidade da Profª. 
Aderjane Ferreira Lacerda. 
 
 
 
Karina Takai Pereira 
Thalyta Fonseca Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ouro Branco – MG 
Novembro/2017 
2 
 
Sumário 
 
Introdução ......................................................................................................................... 3 
 
Tipos de Transmissores Eletrônicos de Pressão ............................................................... 3 
Transmissor Indutivo .................................................................................................... 3 
Transmissor Capacitivo ................................................................................................ 4 
Transmissor Piezoelétrico ............................................................................................. 5 
 
Calibração ......................................................................................................................... 6 
Calibração de um transmissor de Pressão ..................................................................... 6 
 
Referências Bibliográficas ................................................................................................ 6 
 
 
 
 
3 
 
Introdução 
 
 Todo sistema de medição é estabelecido pelo elemento primário e secundário, 
sendo esses respectivamente, dentro do conceito de transmissores, o contato direto ou 
indireto com as mudanças de pressão e a instrumentação para transmissão de pressão. 
O instrumento de transmissão de sinal de pressão tem a função de enviar 
informações à distância das condições atuais de processo dessa variável. Essas 
informações são enviadas de forma padronizada, através de diversos tipos de sinais e 
utilizando os sensores como fole, diafragma e capsula, por exemplo, associados a 
conversores cuja finalidade principal é transformar as variações de pressão detectadas 
pelos elementos sensores em sinais padrões de transmissão. Transmissores eletrônicos 
analógicos, são sucessores dos pneumáticos, porém esse tipo de transmissor utiliza 
elementos de transferência que convertem o sinal de pressão detectado em sinal elétrico 
padronizado de 4 a 20 mAdc. 
 Dessa forma, vários princípios físicos estão atrelados à variação de pressão e os 
mesmos definirão o tipo de transmissor utilizado. Existem várias classificações desta 
instrumentação, dentre estas tem-se os seguintes tipos que irão ser retratados neste 
trabalho: transmissores eletrônicos de pressão indutivo, capacitivo e piezoelétrico. A 
performance e exatidão desses transmissores de pressão dependerá do quão bem calibrado 
ele estiver, assim como o intervalo de tempo que ele mantém a sua calibração. 
 
Tipos de Transmissores Eletrônicos de Pressão 
 
Transmissor Indutivo 
 
 O instrumento de transmissão eletrônico de pressão indutivo foi projetado para 
atender a mais ampla variedade de aplicações industriais, garantindo assim uma melhor 
precisão na medição. A pressão exercida no elemento metálico elástico (fole) movimenta-
o e essa deformação é transmitida para a barra de alavanca transmissora por meio da 
lâmina de articulação. A barra de alavanca é acoplada ao diafragma de selagem que 
funciona como um ponto de apoio. Esta força é transmitida ao disco de rearme através da 
alavanca de deflexão, aproximando o disco de rearme do detector e afastamento da bobina 
de realimentação do imã permanente. Dessa forma, o sinal de saída do detector é 
4 
 
amplificado e retificado na unidade amplificadora, resultando no sinal de saída do 
transmissor e o mesmo também é aplicado à bobina de realimentação, aumentando a força 
para equilíbrio do sistema. Esta força age sobre o braço de rearme em sentido contrário à 
variação do sinal anterior, afastando assim o disco de rearme do detector. Por fim, o 
sistema atinge um novo equilíbrio com um sinal de saída proporcional ao valor de pressão 
medido e assim, o sinal de saída do instrumento é transmitido para um receptor eletrônico 
de faixa compatível. 
 
Figura 1: Transmissor de pressão tipo indutivo. 
 
Transmissor Capacitivo 
 
 O movimento do elemento de medição desloca uma ou duas placas de um 
capacitor. A variação de capacidade resultante e transformada por um circuito eletrônico 
em uma corrente de saída. O sensor capacitivo (Célula Capacitiva) é o sensor mais 
utilizado em transmissores de pressão. Nele um diafragma de medição se move entre dois 
diafragmas fixos. Entre os diafragmas fixos e o móvel, existe um líquido de enchimento 
que funciona como um dielétrico. 
 Como um capacitor de placas paralelas é constituído por duas placas paralelas 
separadas por um meio dielétrico, ao sofrer o esforço de pressão, o diafragma móvel (que 
vem a ser uma das placas do capacitor) tem sua distância em relação ao diafragma 
modificada. Isso provoca modificação na capacitância de um circuito de medição, e então 
tem-se a medição de pressão. Para que ocorra a medição, o circuito eletrônico é 
alimentado por um sinal AC através de um oscilador e então modula-se a frequência ou 
5 
 
a amplitude do sinal em função da variação de pressão para se ter a saída em corrente ou 
digital. Como líquido de enchimento utiliza-se normalmente glicerina ou fluor-oil. 
 
 
Figura 2: Transmissor de pressão tipo célula capacitiva. 
 
Transmissor Piezoelétrico 
 
 O instrumento de transmissão de sinal de pressão desse tipo utiliza de cristais 
assimétricos, os quais irão sofrer uma deformação elástica ao longo do seu eixo axial, 
produzindo assim um potencial elétrico e um fluxo de carga elétrica em um circuito 
externo. A quantidade de elétrica é proporcional a pressão aplicada, tendo assim uma 
relação linear, facilitando a sua utilização. Esse método utiliza do efeito piezoelétrico de 
semi-condutores, reduzindo dessa forma o tamanho e o peso do transmissor, sem perda 
de precisão. 
 
Figura 3: Transmissor de pressão tipo piezoelétrico. 
 
6 
 
Calibração 
 
 Calibração é a função fundamental para a qualidade dos processos produtivos e 
deve ser uma atividade comum controlada. Com o tempo e uso, os instrumentos de 
medição perdem qualidade metrólogica e passa ater uma maior incerteza. Assim com a 
calibração e possível conhecer as discrepâncias apresentadas pelo instrumento e ajustá-
los. 
A calibração de transmissores de pressão garante a qualidade da medição, 
assegura que os transmissores utilizados estão dentro de um critério aceitável e que não 
vão prejudicar a qualidade final dos processos envolvidos. 
 
Calibração de um transmissor de Pressão 
 
Cada sensor tem uma curva característica que estabelece uma relação entre a pressão 
aplicada e o sinal do sensor. Esta curva é determinada para cada sensor e é armazenado 
em uma memória junto com ele. Quando o sensor é conectado ao circuito do transmissor, 
o conteúdo de sua memória fica disponível para o microprocessador. A calibração é usada 
para comparar a leitura com a pressão aplicada e há dois tipos de calibrações disponíveis: 
 Calibração Inferior: é usada para ajustar a leitura na faixa inferior. O operador 
informa a leitura correta da pressão aplicada. A discrepância mais comum é a 
leitura inferior. 
 Calibração superior: é usado para ajustar a leitura na faixa superior. O operador 
informa a leitura correta da pressão aplicada. 
Para melhor precisão, a calibração deve ser ajustada na faixa de operação. 
 
Referências Bibliográficas 
 
 SMAR, Calibrações em Transmissores de Pressão. Disponível em: 
http://www.smar.com/brasil/artigo-tecnico/calibracao-em-transmissores-de-
pressao. Acesso em 23 de novembro de 2017. 
http://www.smar.com/brasil/artigo-tecnico/calibracao-em-transmissores-de-pressao
http://www.smar.com/brasil/artigo-tecnico/calibracao-em-transmissores-de-pressao7 
 
 Coelho, M. S., Técnicas de Medição de Pressão. Disponível em: 
https://www.dca.ufrn.br/~acari/Sistemas%20de%20Medida/SLIDES%20INSTR
UMENTACAO%20PRESSAO.pdf. Acesso em: 24 de novembro de 2017. 
 
 
 
 
https://www.dca.ufrn.br/~acari/Sistemas%20de%20Medida/SLIDES%20INSTRUMENTACAO%20PRESSAO.pdf
https://www.dca.ufrn.br/~acari/Sistemas%20de%20Medida/SLIDES%20INSTRUMENTACAO%20PRESSAO.pdf