Instrumentacao_Conceitos_Definicoes

Prévia do material em texto

1
CURSO INSTRUMENTACURSO INSTRUMENTAÇÇÃO BÃO BÁÁSICASICA
Conceitos e DefiniConceitos e Definiççõesões
CEFETES Uned Serra 2005CEFETES Uned Serra 2006
Tecnológica do Espírito Santo
Centro Federal de Educação
CAPÍTULO 1 Conceitos, Definições e Características
Gerais em Instrumentação – 6 Horas
CAPITULO 2 Sensores de Proximidade - 10 Horas
CAPITULO 3 Medição de Força e Torque - 6 Horas
CAPITULO 4 Medição de Deslocamento - 6 Horas
CAPITULO 5 Simbologia e Diagramas de Instrumentação - 6 Horas
CAPITULO 6 Medição de Pressão - 12 Horas
CAPITULO 7 Medição de Nível -10 Horas
CAPITULO 8 Medição de Temperatura - 12 Horas
CAPITULO 9 Medição de Vazão - 12 Horas
 
CONTECONTEÚÚDO DO CURSODO DO CURSO
E a ciência que aplica e E a ciência que aplica e 
desenvolve tdesenvolve téécnicas para adequacnicas para adequaçção ão 
de instrumentos de medide instrumentos de mediçção, ão, 
transmissão, indicatransmissão, indicaçção, registro e ão, registro e 
controle de varicontrole de variááveis fveis fíísicas em sicas em 
equipamentos nos processos industriais.equipamentos nos processos industriais.
INSTRUMENTAINSTRUMENTAÇÇÃOÃO MEDIMEDIÇÇÃOÃO
E o processo que nos permite E o processo que nos permite 
atribuir um natribuir um núúmero a uma mero a uma 
propriedade fpropriedade fíísica como resultado de sica como resultado de 
uma comparauma comparaçção entre quantidades ão entre quantidades 
semelhantes, sendo uma delas (uma das semelhantes, sendo uma delas (uma das 
quantidades) padronizada e adotada quantidades) padronizada e adotada 
como unidade.como unidade.
UNIDADEUNIDADE
E uma grandeza usada como termo E uma grandeza usada como termo 
de comparade comparaçção para medião para mediçções de ões de 
grandezas de mesma espgrandezas de mesma espéécie.cie.
A unidade A unidade éé o que qualifica e o que qualifica e 
caracteriza a grandeza fcaracteriza a grandeza fíísica no processo sica no processo 
de medide mediçção.ão.
Ex: Massa Ex: Massa -- Kg (Kg (KilogramaKilograma) ) 
TRANSMISSÃOTRANSMISSÃO
Consiste em transportar a Consiste em transportar a 
informainformaçção medida por um ão medida por um 
instrumento de um ponto a outro instrumento de um ponto a outro 
no processo industrial para fins de no processo industrial para fins de 
processamento e controle da processamento e controle da 
planta industrial.planta industrial.
2
INDICAINDICAÇÇÃOÃO
Consiste em disponibilizar a Consiste em disponibilizar a 
informainformaçção medida para visualizaão medida para visualizaçção do ão do 
operador da planta industrial de modo operador da planta industrial de modo 
onon--line. Desse modo, o operador fica line. Desse modo, o operador fica 
sabendo o valor da varisabendo o valor da variáável de processo vel de processo 
no instante em que visualiza o no instante em que visualiza o 
instrumento indicador no painel de instrumento indicador no painel de 
controle.controle.
REGISTROREGISTRO
Consiste em armazenar a informaConsiste em armazenar a informaçção ão 
medida para posterior visualizamedida para posterior visualizaçção / anão / anáálise lise 
do operador da planta industrial e/ou da do operador da planta industrial e/ou da 
equipe de manutenequipe de manutençção.ão.
CONTROLECONTROLE
Consiste na avaliaConsiste na avaliaçção automão automáática da tica da 
informainformaçção medida, comparaão medida, comparaçção com ão com 
um valor de referência e posterior um valor de referência e posterior 
tomada de decisão, mediante atomada de decisão, mediante açção ão 
programada a partir dos resultados da programada a partir dos resultados da 
comparacomparaçção realizada.ão realizada.
PADRÃOPADRÃO
E a representaE a representaçção material de ão material de 
uma unidade. São chamados de uma unidade. São chamados de 
padrões primpadrões primáários aqueles que rios aqueles que 
servem como modelo para definiservem como modelo para definiçção ão 
das unidades fundamentais.das unidades fundamentais.
SISTEMA INTERNACIONAL SISTEMA INTERNACIONAL 
DE UNIDADES (S.I.)DE UNIDADES (S.I.)
O Sistema Internacional (S.I.) O Sistema Internacional (S.I.) 
compreende (7) sete unidades compreende (7) sete unidades 
fundamentais, (2) duas suplementares, fundamentais, (2) duas suplementares, 
unidades derivadas, munidades derivadas, múúltiplos e ltiplos e 
submsubmúúltiplos de unidades alltiplos de unidades aléém de outras m de outras 
unidades admitidas sem restriunidades admitidas sem restriçções de ões de 
prazo ou temporariamente.prazo ou temporariamente.
UNIDADES FUNDAMENTAISUNIDADES FUNDAMENTAIS
São chamadas unidades São chamadas unidades 
fundamentais aquelas que não são fundamentais aquelas que não são 
derivadas de nenhuma outra unidade. derivadas de nenhuma outra unidade. 
São elas: São elas: metrometro (Comprimento), (Comprimento), 
quilogramaquilograma (Massa), (Massa), segundosegundo
(Tempo), (Tempo), ampereampere (Corrente El(Corrente Eléétrica), trica), 
kelvinkelvin (Temperatura Termodinâmica), (Temperatura Termodinâmica), 
molmol (Quantidade de Mat(Quantidade de Matééria) e ria) e candelacandela
(Intensidade Luminosa).(Intensidade Luminosa).
3
UNIDADES FORA DO SI UNIDADES FORA DO SI 
USADAS NO MEIO TUSADAS NO MEIO TÉÉCNICOCNICO
Nome SI SNome SI Síímbolo Valor mbolo Valor 
Atmosfera atm 101 325 PaAtmosfera atm 101 325 Pa
Bar bar 10Bar bar 105 5 PaPa
Caloria cal 4,1868 JCaloria cal 4,1868 J
CavaloCavalo--Vapor cv 735,5 WVapor cv 735,5 W
Quilograma ForQuilograma Forçça kgf 9,80665 Na kgf 9,80665 N
MilMilíímetro Hg mmHg 133,322 Pametro Hg mmHg 133,322 Pa
ERRO DE MEDIERRO DE MEDIÇÇÃOÃO
Sempre existe uma diferenSempre existe uma diferençça entre o valor a entre o valor 
real e o valor medido quando se efetua uma real e o valor medido quando se efetua uma 
medimediçção. O valor medido ão. O valor medido éé sempre sempre 
aproximado, não sendo portanto o valor real. aproximado, não sendo portanto o valor real. 
Ao valor absoluto dessa diferenAo valor absoluto dessa diferençça alga algéébrica brica 
denominamos erro absoluto, e representamos denominamos erro absoluto, e representamos 
por por EaEa.. EaEa = = \\ valor real valor real –– valor medidovalor medido\\
Podemos representar o Podemos representar o EaEa
percentualmente, quando então ele passa a se percentualmente, quando então ele passa a se 
chamar erro relativo, e representamos por chamar erro relativo, e representamos por ErEr..
ErEr = (= (EaEa / / VrVr) * 100 ) * 100 onde onde VrVr = Valor real = Valor real 
da medidada medida
CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DOS ERROSÃO DOS ERROS
De acordo com a causa ou origem, os De acordo com a causa ou origem, os 
erros de medierros de mediçção podem ser ão podem ser 
classificados em classificados em erros grosseiroserros grosseiros, , 
sistemsistemááticosticos e e acidentaisacidentais..
1) Erros Grosseiros 1) Erros Grosseiros -- São erros São erros 
causados por descuido ou por enganos causados por descuido ou por enganos 
na medina mediçção. São facilmente detectados ão. São facilmente detectados 
por resultarem em valores anormais.por resultarem em valores anormais.
Ex: Ler 81 em lugar de 31.Ex: Ler 81 em lugar de 31.
CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DOS ERROSÃO DOS ERROS
2) Erros Sistem2) Erros Sistemááticos ticos -- São erros São erros 
causados por fatores que sempre agem causados por fatores que sempre agem 
da mesma maneira, afetando os da mesma maneira, afetando osresultados no mesmo sentido. São resultados no mesmo sentido. São 
ligados ligados ààs deficiências do ms deficiências do méétodo todo 
utilizado, material empregado e da utilizado, material empregado e da 
apreciaapreciaçção do experimentador. ão do experimentador. 
Ex: Atraso ou adiantamento ao acionar Ex: Atraso ou adiantamento ao acionar 
um cronômetro, deslocamento de zero um cronômetro, deslocamento de zero 
do instrumento.do instrumento.
CLASSIFICACLASSIFICAÇÇÃO DOS ERROSÃO DOS ERROS
3) Erros Acidentais 3) Erros Acidentais -- São erros São erros 
causados por fatores casuais, que se causados por fatores casuais, que se 
verificam ora no sentido positivo e ora no verificam ora no sentido positivo e ora no 
sentido negativo. sentido negativo. 
Ex: Interferência de rEx: Interferência de ráádio no sinal 4 a 20 dio no sinal 4 a 20 
mA de um instrumento no momento mA de um instrumento no momento 
exato em que um experimentador exato em que um experimentador 
executa uma leitura num instrumento.executa uma leitura num instrumento.
ERROS EM INSTRUMENTOS ANALERROS EM INSTRUMENTOS ANALÓÓGICOSGICOS
Nos instrumentos analNos instrumentos analóógicos (instrumentos gicos (instrumentos 
a ponteiro), o erro geralmente a ponteiro), o erro geralmente éé fornecido em fornecido em 
termos de fundo de escala (F.S.), ou seja, o termos de fundo de escala (F.S.), ou seja, o 
valor de corrente que origina a deflexão total valor de corrente que origina a deflexão total 
do ponteiro levandodo ponteiro levando--o ato atéé o fim de escala. o fim de escala. 
Por exemplo, um aparelho de medida com erro Por exemplo, um aparelho de medida com erro 
de 1% indicade 1% indica--nos que a grandeza medida não nos que a grandeza medida não 
difere de mais que 1% do valor indicado pelo difere de mais que 1% do valor indicado pelo 
aparelho.aparelho.
4
ERROS EM INSTRUMENTOS ANALERROS EM INSTRUMENTOS ANALÓÓGICOSGICOS
1) 1) Erro de ParalaxeErro de Paralaxe –– Ocorre em Ocorre em 
instrumentos analinstrumentos analóógicos e gicos e éé resultante de um resultante de um 
posicionamento incorreto do observador em posicionamento incorreto do observador em 
relarelaçção ao instrumento. ão ao instrumento. 
TambTambéém conhecido como erro de falsa leitura, m conhecido como erro de falsa leitura, 
originaorigina--se em funse em funçção de formarão de formar--se um ângulo se um ângulo 
entre a linha de visão do usuentre a linha de visão do usuáário e uma reta rio e uma reta 
perpendicular perpendicular àà escala de mediescala de mediçção do aparelho. ão do aparelho. 
Quanto maior o ângulo, maior serQuanto maior o ângulo, maior seráá o erro na o erro na 
leitura.leitura.
ERROS EM INSTRUMENTOS ANALERROS EM INSTRUMENTOS ANALÓÓGICOSGICOS
2) 2) Erro de InterpolaErro de Interpolaççãoão –– AlAléém da m da 
possibilidade do erro de paralaxe, os possibilidade do erro de paralaxe, os 
instrumentos analinstrumentos analóógicos permitem a gicos permitem a 
ocorrência do erro de interpolaocorrência do erro de interpolaçção. Esse ão. Esse 
erro originaerro origina--se em funse em funçção do ão do 
posicionamento do ponteiro em relaposicionamento do ponteiro em relaçção ão àà
escala de medida do instrumento.escala de medida do instrumento.
Não hNão háá meios de se evitmeios de se evitáá--lo, uma vez lo, uma vez 
que o ponteiro sempre poderque o ponteiro sempre poderáá parar parar 
entre dois valores sucessivos na escala entre dois valores sucessivos na escala 
do aparelho.do aparelho.
CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DOSSTICAS DOS
INSTRUMENTOS DE MEDIINSTRUMENTOS DE MEDIÇÇÃOÃO
EXATIDÃOEXATIDÃO
E a caracterE a caracteríística do instrumento de medistica do instrumento de mediçção que ão que 
exprime o afastamento entre a medida nele efetuada e exprime o afastamento entre a medida nele efetuada e 
o valor de referência aceito como verdadeiro.o valor de referência aceito como verdadeiro.
A exatidão estA exatidão estáá diretamente relacionada com as diretamente relacionada com as 
caractercaracteríísticas prsticas próóprias do instrumento, com a forma prias do instrumento, com a forma 
como foi projetado e construcomo foi projetado e construíído. A exatidão vem do. A exatidão vem 
indicada nos instrumentos de mediindicada nos instrumentos de mediçção pela ão pela ““classe de classe de 
exatidãoexatidão””. . Quanto mais prQuanto mais próóximo estiver sua ximo estiver sua 
leitura do valor aceito como verdadeiro, mais exato leitura do valor aceito como verdadeiro, mais exato 
serseráá seu instrumento de medida.seu instrumento de medida.
CARACTERCARACTERÍÍSTICAS DOSSTICAS DOS
INSTRUMENTOS DE MEDIINSTRUMENTOS DE MEDIÇÇÃOÃO
PRECISÃOPRECISÃO
A precisão exprime o grau de reproduA precisão exprime o grau de reproduçção nas ão nas 
indicaindicaçções de uma medida sob as mesmas ões de uma medida sob as mesmas 
condicondiçções, não vindo indicada nos instrumentos ões, não vindo indicada nos instrumentos 
por resultar de uma anpor resultar de uma anáálise estatlise estatíística. Ela eststica. Ela estáá ligada ligada 
àà operaoperaçção do instrumento e ão do instrumento e àà medimediçção da grandeza ão da grandeza 
em si. Alta precisão implica em repetiem si. Alta precisão implica em repetiçção de um mesmo ão de um mesmo 
valor para vvalor para váárias leituras realizadas sob as mesmas rias leituras realizadas sob as mesmas 
condicondiçções.ões.
A precisão A precisão éé um prum préé--requisito da exatidão mas não requisito da exatidão mas não 
garante a exatidão. As medidas efetuadas podem garante a exatidão. As medidas efetuadas podem 
ser tão mais precisas quanto mais exato for o ser tão mais precisas quanto mais exato for o 
instrumento.instrumento.