J819 - INSTRUMENTACAO - Modulo 03

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O profissional da área de instrumentação deve sempre que for possível, buscar empregar o
método mais simples e menos dispendioso para o monitoramento de suas variáveis de controle.
Em outras palavras, buscar apenas o método que lhe forneça a informação (digital ou analógica)
com a precisão necessária ao processo, e nada mais que isso.
 
De um modo geral, a maioria das situações que envolvem medidas pode ser dividida em duas
famílias. São elas:
 
a) Medidas diretas: medidas tomadas com um tipo específico de instrumento, como
paquímetro, micrômetro, medidor de perfil, etc. (exemplo: medição do diâmetro de um
eixo, aspereza de uma superfície, perfil de uma rosca).
b) Medidas indiretas: o valor da grandeza é determinado a partir da mediação direta de
outras grandezas (exemplo: ensaio de fratura, torção, tração).
 
Com relação ao primeiro item, sua ocorrência é muito comum em um laboratório de Metrologia e
Controle Dimensional, e está normalmente associado ao controle estatístico de produto e
processo, dentro de uma fábrica, não fazendo parte do escopo da nossa abordagem nesta
disciplina.
Já o segundo item onde temos as medidas indiretas, se faz necessário o estudo das interfaces,
sendo este o escopo deste módulo no qual trabalhamos aspectos relevantes as interfaces
utilizadas em plantas industriais: transmissores, receptores, protocolos e aplicações.
Os assuntos deste módulo não se esgotam nesta abordagem. Sugere-se ao aluno que seus
estudos sejam aprofundados em bibliografia específica como a seguir: 
 
Bibliografia Básica:
BEGA, E. A., Instrumentação Industrial, 2ºed., Brasil, Ed. Interciência, 2005, 540p.
FIALHO, A. B., Instrumentação Industrial - Conceitos, Aplicações e Análises, 5ºed., São Paulo,
Ed.Érica, 2007, 278p.
OGATA, K., Engenharia de Controle Moderno, 1ºed., Brasil, Pearson Brasil, 4ºed., 2003, 800p.
 
Bibliografia Complementar:
SOISSON, H., Instrumentação Industrial, 1ºed., São Paulo, Ed. Hemus, 2002, 690p.
ROSÁRIO, J. M., Princípios de Mecatrônica, 1ºed., Brasil, Pearson Brasil, 2005, 368p.
MIYAGI, P. E. Controle progamável. São Paulo: Edgard Blucher, 2000.
DOEBELIN, E. O. Measurement system: applications and design. New York: McGraw-Hill.
BOLTON, W. Instrumentação e Controle. São Paulo: Hemus, 2002.
 
Exercício 1:
 
No esquema abaixo temos o circuito de um transmissor de pressão com célula capacitiva. No
seu conjunto sensor temos uma memória EEPROM, que armazena uma tabela para
compensação de temperatura do sensor, conferindo uma maior precisão ao instrumento.
 
 
Analisando o diagrama em blocos acima, está correto afirmar que esta EEPROM envia e recebe
fisicamente dados da unidade de processamento do conjunto processador principal, por meio
de:
 
A)
 um canal de comunicação dedicado a esta finalidade.
B)
 um sinal analógico de 4-20 mA.
C)
 um barramento de dados comum a outros elementos do transmissor.
D)
 uma interface serial tipo compatível com protocolo Plug and Play.
E)
 comandos específicos de leitura e/ou escrita.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(C)
Comentários:
Essa disciplina não é ED ou você não o fez comentários 
Exercício 2:
Os transmissores são equipamentos capazes de converter o sinal de um sensor (elemento
primário) em um sinal padrão para ser enviado a distância. A respeito de transmissores
eletrônicos, é correto afirmar que:
A)
 muitos receptores utilizam resistores padrão de 250 ohms para converterem o sinal de 4 a 20
mA em um sinal de 1 a 10 Vcc.
B)
 todo transmissor tem em seu corpo um display de indicação local analógica ou digital.
C)
 a utilização de barreiras de segurança intrínseca garante que o transmissor continue
funcionando, mesmo em caso de falta de energia (24 Vcc).
D)
 a vantagem de se utilizar o sinal de 0 a 20 mA, conhecido como zero vivo, é a possibilidade de
detecção de problemas no equipamento ou rompimento do fio.
E)
 a alimentação de energia, nos transmissores de baixo consumo de energia que são interligados
aos receptores pelo sistema dois fios, é proporcionada pelo próprio sinal de 4 a 20 mA, com
tensão nominal de 24 Vcc.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
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Exercício 3:
A tecnologia de transmissão de dados utilizando o mesmo meio físico da rede de distribuição
elétrica está bastante avançada. Essa tecnologia é conhecida como redes Powerline. Dentre os
padrões de transmissão de dados a seguir, aquele que NÃO faz uso dessa tecnologia é o:
A)
 CEBus
B)
 Enikia
C)
 Inari
D)
 X-10
E)
 Bluetooth
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
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Exercício 4:
Nos sistemas de aquisição de sinais analógicos que fazem a conversão para o sistema digital, é
necessário a utilização de um circuito chamado Sample & Hold (S&H), quando o mesmo não
estiver presente no circuito integrado de conversão analógico-digital. O circuito S & H tem a
função de:
 
A)
 Memorizar o valor do sinal digital que será convertido.
B)
 Memorizar o valor do sinal analógico no instante de aquisição do mesmo.
C)
 Garantir a eliminação das variações do sinal analógico ocasionada por ruído branco.
D)
 Garantir a filtração do sinal analógico para respeitar a freqüência de amostragem.
E)
 Eliminar as variações do sinal analógico ocasionada por interferências eletromagnéticas
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
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Exercício 5:
O sistema de comunicação/controle chamado FieldBus possui muitas vantagens sobre o antigo
sistema de 4 a 20 mA. Entre eles, pode-se citar:
 
A)
 Transmissão de mensagens digitais em pacotes.
B)
 Baixíssimo consumo de energia dos equipamentos utilizados.
C)
 A utilização apenas de cabos de fibra ótica para maior confiabilidade.
D)
 Comunicação unidirecional entre os dispositivos.
E)
 Transmissão de mensagens analógicas em pacotes.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
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Exercício 6:
Um sensor de temperatura, originalmente calibrado para a faixa de –10 oC a 250 oC, opera com
uma corrente de saída na faixa de 4 a 20 mA. O sensor, quando usado para medir a temperatura
do óleo num tanque, registrou, após um transiente inicial, a corrente de 9 mA. A temperatura, em
oC, do óleo é:
A)
 71,25
B)
 78,12
C)
 81,25
D)
 88,12
E)
 92,25
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
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Exercício 7:
A figura mostra um esquema de controle em tanque de armazenamento. Este controle é do tipo:
 
A)
 realimentação de pressão.
B)
 realimentação de nível.
C)
 realimentação de temperatura.
D)
 antecipativo de nível.
E)
 antecipativo de vazão.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
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Exercício 8:
 
Os transmissores chamados inteligentes são microprocessados e, além do tradicional sinal
analógico de 4-20 mA, adicionam ao mesmo pulsos que permitem comunicação bidirecional por
meio de protocolos de campo. O protocolo utilizado extensivamente nas redes domésticas e
comerciais de computadores, utilizado também em redes LAN Industriais é o:
 
A)
Profibus.
B)
 Fieldbus.
C)
 Hart.
D)
 Ethernet.
E)
Bitbus.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
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