Apostila Instrumentação Parte 1-2

Prévia do material em texto

SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL 
 
CENTRO TECNOLÓGICO 
DE ELETROELETRÔNICA “CÉSAR RODRIGUES” 
 
 
 
INTRODUÇÃO À 
INSTRUMENTAÇÃO E 
CONTROLE DE 
PROCESSOS 
PARTE 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LICOP – Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
2ª revisão - janeiro/2008 
 
ÍNDICE 
 
Introdução à Instrumentação e Controle de Processos ...................................................... 5 
Conceitos Básicos em Instrumentação e Controle de Processos ............................................. 6 
 
Pág.: 2/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Classes de Instrumentos aplicados em Instrumentação e Controle de Processos ................... 7 
Classificação por Função ............................................................................................. 7 
Classificação por Sinal de Transmissão ou de Suprimento .......................................... 8 
Terminologia aplicada em Instrumentação e Controle de Processos ....................................... 11 
Simbologia aplicada a Instrumentação e Controle de Processos ............................................. 15 
Fluxograma de Processo e Instrumentação (P&I) .................................................................... 19 
Sistemas de Unidades de Medidas .......................................................................................... 20 
Definição das Unidades de Medida no Sistema Internacional (SI) ........................................... 20 
Pressão ................................................................................................................................... 21 
Introdução ................................................................................................................................ 21 
Definições Básicas ................................................................................................................... 21 
Conceito de Pressão ................................................................................................................ 22 
Unidades de Pressão ............................................................................................................... 23 
Fatores de Conversão de Unidades de Pressão ...................................................................... 24 
Medidas de Pressão ................................................................................................................ 25 
Princípios e Teoremas da Física aplicados à medição de Pressão .......................................... 26 
Tipos de Pressão ..................................................................................................................... 28 
Classificação dos Elementos Medidores de Pressão ............................................................... 30 
Manômetro de Tubo em U ....................................................................................................... 30 
Manômetro de Tubo em U com diâmetros diferentes ............................................................... 31 
Manômetro de Tubo Inclinado.................................................................................................. 32 
Tubos de Bourdon ................................................................................................................... 33 
Diafragmas .............................................................................................................................. 34 
Foles ........................................................................................................................................ 35 
Manômetros com selagem ....................................................................................................... 36 
Transmissores de Pressão ...................................................................................................... 37 
Transmissores de Pressão Eletrônicos .................................................................................... 37 
Fita Extensométrica – Strain Gauges ....................................................................................... 37 
Sensor Piezoelétrico ................................................................................................................ 38 
Célula Capacitiva ..................................................................................................................... 39 
Instalação de Transmissores ................................................................................................... 40 
Instalação de Transmissores – Conexão Elétrica..................................................................... 40 
Protocolo HART ....................................................................................................................... 42 
Acessórios úteis para medição de Pressão .............................................................................. 44 
A chave de Pressão – O Pressostato ....................................................................................... 47 
Nível ........................................................................................................................................ 49 
Introdução ................................................................................................................................ 49 
Classificação dos Elementos Medidores de Nível .................................................................... 49 
Régua ou Gabarito ................................................................................................................... 51 
Visores de Nível ....................................................................................................................... 51 
Visor de Vidro Transparente Tubular ....................................................................................... 51 
Visor de Vidro Transparente Plano .......................................................................................... 52 
Visor de Vidro Reflectivo ou Reflex .......................................................................................... 53 
Bóias ou Flutuadores ............................................................................................................... 55 
Medição de Nível por Pressão Hidrostática .............................................................................. 56 
Medição em Tanques Abertos ...................................................................................... 56 
Medição em Tanques Fechados ................................................................................... 56 
Elevação de zero .......................................................................................................... 57 
Supressão de zero ....................................................................................................... 57 
Potes de selagem X Potes de drenagem ................................................................................. 58 
Medição de Nível por Empuxo – O Deslocador ........................................................................ 60 
Medição de Nível por Borbulhador ........................................................................................... 63 
Medição de Nível por Sensor Capacitivo ................................................................................. 64 
 
Pág.: 3/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Medição de Nível por Efeito Ultrasônico ou Ecossônico........................................................... 66 
Medição de Nível por Pesagem ............................................................................................... 67 
Chaves de Nível ......................................................................................................................68 
Vazão ...................................................................................................................................... 71 
Introdução ................................................................................................................................ 71 
Definições ................................................................................................................................ 71 
Relações Matemáticas ............................................................................................................. 73 
Conversão de Unidades – Vazão Volumétrica X Vazão Gravimétrica ...................................... 73 
Métodos de Medição de Vazão ................................................................................................ 75 
Propriedade dos Fluidos .......................................................................................................... 76 
Densidade dos Líquidos ............................................................................................... 77 
Viscosidade dos Líquidos ............................................................................................. 78 
Viscosidade absoluta .................................................................................................... 78 
Viscosidade cinemática ................................................................................................ 79 
Densidade dos Gases .................................................................................................. 79 
Densidade dos Gases Úmidos ..................................................................................... 81 
Coeficiente Isentrópico ................................................................................................. 83 
Viscosidade dos Gases ................................................................................................ 84 
Regimes de Escoamento de Fluidos em Tubulações ............................................................... 85 
Regime Laminar e Regime Turbulento ..................................................................................... 86 
O Número de Reynolds............................................................................................................ 86 
Equações com Unidades Usuais para Cálculo do Número de Reynolds .................................. 86 
Distribuição das Velocidades ................................................................................................... 88 
Leis e Teoremas da Física utilizados na medição de vazão .................................................... 90 
Equação da Continuidade ........................................................................................................ 90 
Equação de Bernoulli – Lei da Conservação de Energia .......................................................... 90 
Equação de Bernoulli para Fluidos Reais ................................................................................ 95 
Fator de Expansão Isentrópica ................................................................................................ 96 
Medição de Vazão por Pressão Diferencial.............................................................................. 97 
Compensação da Pressão e Temperatura na Medição de Vazão ............................................ 100 
Placa de Orifício ...................................................................................................................... 101 
Dimensionamento de Placas de Orifício .................................................................................. 107 
Orifício Integral ........................................................................................................................ 114 
Tubo Venturi ............................................................................................................................ 117 
Bocal de Vazão ........................................................................................................................ 121 
Tubo de Pitot ........................................................................................................................... 123 
Annubar ................................................................................................................................... 125 
Rotâmetros .............................................................................................................................. 127 
Turbinas ................................................................................................................................... 132 
Medidor Eletromagnético de Vazão ......................................................................................... 135 
Temperatura ........................................................................................................................... 138 
Introdução ................................................................................................................................ 138 
Conceitos ................................................................................................................................. 138 
Formas de Transferência de Calor ........................................................................................... 139 
Escalas de Temperatura .......................................................................................................... 139 
Especificação de um Sistema de Medição de Temperatura ..................................................... 140 
Classes de Medidores de Temperatura ................................................................................... 142 
Termômetro de Dilatação de Sólidos - Termômetros Bimetálicos ............................................ 143 
Termômetros de Dilatação de Líquidos: .................................................................................. 144 
Termômetros de Vidro .................................................................................................. 144 
Sistemas Bulbo Capilar ................................................................................................ 145 
Termoresistências .................................................................................................................... 147 
Termistores .............................................................................................................................. 151 
 
Pág.: 4/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Termopares ............................................................................................................................. 152 
Efeito Seebeck ............................................................................................................. 152 
Efeito Peltier ................................................................................................................. 153 
Lei do Circuito Homogêneo .......................................................................................... 153 
Lei dos Metais Intermediários ....................................................................................... 154 
Lei das Temperaturas Intermediárias ........................................................................... 154 
Potência Termoelétrica ................................................................................................. 155 
Grupos de Termopares ................................................................................................. 155 
Tipos de Termopares.................................................................................................... 155 
Características de Termopares Básicos ....................................................................... 156 
Características de Termopares Nobres ........................................................................157 
Termopares Especiais .................................................................................................. 158 
Correção da Junta de Referência ................................................................................. 159 
Fios e Cabos de Extensão ............................................................................................ 160 
Fios e Cabos de Compensação .................................................................................... 160 
Associação de Termopares .......................................................................................... 162 
Associação Série .............................................................................................. 162 
Associação em Série Oposta ............................................................................ 162 
Associação em Paralelo .................................................................................... 163 
Erros nas Ligações de Termopares .............................................................................. 164 
Montagem de Termopares ........................................................................................... 166 
Termopares Isolação Mineral ....................................................................................... 166 
Tubo de Proteção de Termopares ................................................................................ 168 
pH ............................................................................................................................................ 169 
Analisadores de pH .................................................................................................................. 169 
Teoria de Funcionamento ........................................................................................................ 169 
Métodos de Medição de pH ..................................................................................................... 170 
Potencial de Assimetria............................................................................................................ 175 
Elementos de um Analisador de pH ......................................................................................... 175 
Aplicações ............................................................................................................................... 178 
Exemplo de Aplicação ............................................................................................................. 179 
 
 
 
Pág.: 5/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
INTRODUÇÃO À INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE DE PROCESSOS: 
 
A necessidade do aumento na produção industrial visando atender à demanda sempre crescente, 
a busca contínua pelo baixo custo e a criação e fabricação de novos produtos, propiciou o 
aparecimento de um número cada vez maior de indústrias. Estas indústrias só puderam surgir 
devido ao controle automático de processos industriais, sem o qual a produção não seria de 
boa qualidade e mesmo alguns produtos não poderiam ser fabricados. 
O controle automático de processos industriais é cada vez mais empregado por aumentar a 
produtividade, baixar os custos, eliminar erros que seriam provocados pelo elemento 
humano e manter automática e continuamente o balanço energético de um processo. 
Para poder controlar automaticamente um processo precisamos saber como ele está se 
comportando para podermos corrigi-lo, fornecendo ou retirando dele alguma forma de energia, 
como por exemplo, pressão ou calor. Essa atividade de medir, comparar e controlar grandezas é 
feita por equipamentos e instrumentos que são objeto de estudo da INSTRUMENTAÇÃO. 
 
Nas indústrias de processos tais como a siderúrgica, petroquímica, alimentícia, papel, etc., a 
INSTRUMENTAÇÃO é responsável pelo rendimento máximo de um processo, fazendo com que 
toda energia cedida seja transformada em trabalho na elaboração do produto desejado. 
As principais grandezas medidas e controladas dentro de um processo industrial são: PRESSÃO, 
NÍVEL, VAZÃO, TEMPERATURA, pH, DENSIDADE, etc.; as quais são comumente denominadas 
como variáveis de processo. 
 
 
Pág.: 6/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
CONCEITOS BÁSICOS EM INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE DE PROCESSOS: 
 
INSTRUMENTAÇÃO: 
É a ciência que aplica e desenvolve técnicas para adequação de instrumentos de medição, 
transmissão, indicação, registro e controle de variáveis em processos industriais. É a arte e a 
ciência que projeta, constrói, instala, opera e mantêm estes instrumentos. 
 
VARIÁVEL DE PROCESSO: 
Qualquer fenômeno físico ou físico/químico cuja quantidade, propriedade ou condição física é 
medida a fim de que se possa efetuar sua indicação e/ou o controle de um processo (também 
chamada de variável controlada). As principais variáveis de processos encontradas em 
ambientes industriais são: vazão, temperatura, pressão, nível, densidade, pH, condutividade, 
etc. 
 
VARIÁVEL MANIPULADA: 
É a variável que é operada com a finalidade de manter a variável controlada no valor desejado. 
 
PROCESSO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SET POINT: 
É um valor desejado estabelecido previamente como referência no qual a variável controlada deve 
permanecer. 
 
DISTÚRBIO: 
É uma condição que tende a afetar adversamente o valor da variável controlada. 
 
DESVIO: 
Representa o valor resultante da diferença entre o valor desejado e o valor da variável controlada. 
Também chamado erro. 
 
GANHO: 
Representa o valor resultante do quociente entre a taxa de mudança na saída e a taxa de 
mudança na entrada que a causou. Ambas, a entrada e a saída devem ser expressas na mesma 
unidade. 
 
TOMADA DE IMPULSO: 
Uma tomada de impulso é um determinado ponto em um processo industrial (torre, vaso, 
tubulação, etc.) em que se pode tomar uma medida de uma variável física qualquer, seja um valor 
de pressão, uma temperatura, uma densidade ou qualquer outra disponível. 
 
Qualquer operação ou seqüência de 
operação envolvendo uma mudança de 
estado, composição, dimensão ou 
outras propriedades que possam ser 
definidas relativamente a um padrão. 
Pode ser contínuo ou em bateladas. 
Fig.1: exemplo típico de um processo 
 
Pág.: 7/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
CLASSES DE INSTRUMENTOS APLICADOS EM INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE DE 
PROCESSOS: 
 
CLASSIFICAÇÃO POR FUNÇÃO: 
 
ELEMENTO PRIMÁRIO: 
Parte de uma malha ou de instrumento que primeiro sente o valor da variável de processo e que 
assume uma correspondência pré-determinada de estado ou sinal de saída inteligível. O elemento 
primário é também conhecido como detector ou sensor. 
 
INDICADOR: 
Instrumento que nos fornece o valor de uma variável de processo, na forma de um ponteiro e uma 
escala, ou números ou bar graph (gráfico de barras), etc. 
 
REGISTRADOR: 
Instrumento que registra o valor da variável de processo em uma carta gráfica, por meio de um 
traço contínuo ou pontos. 
 
TRANSMISSOR: 
Dispositivo que detecta uma variável de processo por meio de um elemento primário e que tem 
uma saída cujo valor é proporcional ao valor da variável de processo. 
 
ELEMENTO FINAL DE CONTROLE: 
Dispositivo que altera diretamente o valor da variável manipulada de uma malha de controle 
 
CONTROLADOR: 
Dispositivo que tem um sinal de saída (MV) que é função da diferença entre o sinal de entrada 
(PV) e o valor desejado para a variável controlada (SP) quando em modo automático. Utilizado 
para alterar o estado de um elemento final de controle e sua variável manipulada visando manter 
a variável controlada dentro de limites especificados.CONVERSOR: 
Dispositivo que recebe uma informação na forma de um sinal, altera a forma da informação e o 
emite como um sinal de saída. O conversor trabalha com sinais de entrada/saída padrões em 
Instrumentação. 
 
RELÉ DE COMPUTAÇÃO: 
Instrumento que recebe um ou mais sinais de outros instrumentos, realiza operações 
matemáticas, de lógica ou de seleção de sinais e envia o resultado a outro instrumento. 
 
TRANSDUTOR: 
Termo genérico aplicado ao instrumento que pode não trabalhar com sinais padrões na entrada e 
saída. Como é possível observar, o elemento primário e o transmissor, entre outros, podem ser 
considerados transdutores, porém com funções específicas. 
 
 
 
 
 
 
Pág.: 8/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
CLASSIFICAÇÃO POR SINAL DE TRANSMISSÃO OU DE SUPRIMENTO: 
 
Os equipamentos podem ser agrupados conforme o tipo de sinal transmitido ou o seu suprimento. 
A seguir serão descritos os principais tipos, suas vantagens e desvantagens. 
 
 PNEUMÁTICO: neste tipo é utilizado um gás comprimido, cuja pressão é alterada conforme o 
valor que se deseja representar. Neste caso a variação da pressão do gás é linearmente 
manipulada numa faixa específica, padronizada internacionalmente, para representar a variação 
de uma grandeza desde seu limite inferior até seu limite superior. O padrão de transmissão ou 
recepção de instrumentos pneumáticos mais utilizado é de 0,2 a 1,0 kgf/cm2 (aproximadamente 3 
a 15 PSI no sistema inglês). O gás mais utilizado para transmissão é o AR COMPRIMIDO, sendo 
também utilizado o NITROGÊNIO e em casos específicos o GÁS NATURAL (Petrobras). A grande 
e única vantagem em se utilizar atualmente instrumentos pneumáticos está no fato de se poder 
operá-los com segurança em áreas onde existem riscos de explosão – áreas classificadas - como 
centrais de gás, por exemplo. 
 
Desvantagens: 
a) Necessita de tubulação de ar comprimido (ou outro gás) para seu suprimento e funcionamento. 
b) Necessita de equipamentos auxiliares tais como compressor, filtro, desumidificador, etc., para 
fornecer aos instrumentos ar seco e sem partículas sólidas. 
c) Devido ao atraso que ocorre na transmissão do sinal, este não pode ser enviado à longa 
distância, sem uso de reforçadores. Normalmente a transmissão é limitada a aproximadamente 
100 m. 
d) Vazamentos ao longo da linha de transmissão ou mesmo nos instrumentos são difíceis de 
serem detectados. 
e) Não permite conexão direta aos computadores. 
 
NOTA: Os sinais de transmissão analógica normalmente começam em um valor acima do zero 
para garantir o rápido reconhecimento em casos de rompimento do meio de comunicação. É o 
chamado ZERO VIVO. 
 
 
 HIDRÁULICO: similar ao tipo pneumático e com desvantagens equivalentes, o tipo hidráulico 
utiliza-se da variação de pressão exercida em óleos hidráulicos para transmissão de sinal. É 
especialmente utilizado em aplicações onde torque elevado é necessário ou quando o processo 
envolve pressões elevadas. 
 
Vantagens: 
a) Pode gerar grandes forças e assim acionar equipamentos de grande peso e dimensões. 
b) Resposta rápida. 
 
Desvantagens: 
a) Necessita de tubulações de óleo para transmissão e suprimento. 
b) Necessita de inspeção periódica do nível de óleo bem como sua troca. 
c) Necessita de equipamentos auxiliares, tais como reservatório, filtros, bombas, etc. 
 
 
 ELÉTRICO: este tipo de transmissão é feito utilizando sinais elétricos de corrente ou tensão. 
Em face da tecnologia disponível no mercado em relação à fabricação de instrumentos eletrônicos 
microprocessados, hoje, é este tipo de transmissão largamente utilizado em todas as indústrias. 
Assim, como na transmissão pneumática, o sinal é linearmente modulado em uma faixa 
padronizada representando o conjunto de valores entre o limite mínimo e máximo de uma variável 
de processo qualquer. 
 
Pág.: 9/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Como padrão para transmissão a longas distâncias são utilizados sinais em corrente contínua 
variando de 4 a 20 mA e para distâncias até 15 metros aproximadamente, também utilizam-se 
sinais em tensão contínua de 1 a 5V. 
 
Vantagens: 
a) Permite transmissão para longas distâncias sem perdas. 
b) A alimentação pode ser feita pelos próprios fios que conduzem o sinal de transmissão. 
c) Necessita de poucos equipamentos auxiliares. 
d) Permite fácil conexão aos computadores. 
e) Fácil instalação. 
f) Permite de forma mais fácil a realização de operações matemáticas. 
 
Desvantagens: 
a) Necessita mão de obra especializada para sua instalação e manutenção. 
b) Exige utilização de instrumentos e cuidados especiais em instalações localizadas em áreas de 
risco. 
c) Exige cuidados especiais na escolha do encaminhamento de cabos ou fios de sinais. 
d) Os cabos de sinal devem ser protegidos contra ruídos elétricos. 
 
 
 DIGITAL: neste tipo, “pacotes de informações” sobre a variável medida são enviados para 
uma estação receptora, através de sinais digitais modulados e padronizados. 
Para que a comunicação entre o elemento transmissor receptor seja realizada com êxito é 
utilizada uma “linguagem” padrão chamada protocolo de comunicação. 
 
Vantagens: 
a) Não necessita ligação ponto a ponto por instrumento. 
b) Pode utilizar um par trançado ou fibra óptica para transmissão dos dados. 
c) Imune a ruídos externos. 
d) Permite configuração, diagnósticos de falha e ajuste em qualquer ponto da malha. 
e) Menor custo final. 
 
Desvantagens: 
b) Caso ocorra rompimento no cabo de comunicação pode-se perder a informação e/ou controle 
de várias malhas. 
 
 
 RÁDIO: neste tipo, o sinal ou um pacote de sinais medidos são enviados à sua estação 
receptora via ondas de rádio em uma faixa de freqüência específica. 
 
Vantagens: 
a) Não necessita de cabos de sinal. 
b) Pode-se enviar sinais de medição e controle de máquinas em movimento. 
 
Desvantagens: 
a) Alto custo inicial. 
b) Necessidade mão de obra altamente especializada. 
 
 
 MODEM: a transmissão dos sinais é feita através de utilização de linhas telefônicas pela 
modulação do sinal em freqüência, fase ou amplitude. 
 
 
 
Pág.: 10/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Vantagens: 
a) Baixo custo de instalação. 
b) Pode-se transmitir dados a longas distâncias. 
 
Desvantagens: 
a) Necessita de profissionais especializados. 
b) Baixa velocidade na transmissão de dados. 
c) Sujeito a interferências externas, inclusive violação de informações. 
 
Pág.: 11/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
TERMINOLOGIA APLICADA EM INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE DE PROCESSOS: 
 
FAIXA DE MEDIDA (RANGE): 
Conjunto de valores da variável medida, que estão compreendidos dentro do limite superior e 
inferior da capacidade de medida ou de transmissão do instrumento. O range é expresso 
determinando-se os valores extremos de sua faixa de trabalho. 
Exemplos: Termômetro com faixa de medida de 0ºC a 150ºC. 
 Manômetro com faixa de medida de 10 a 100 PSI. 
 
URL (UPPER RANGE LIMIT): 
Limite superior da faixa nominal - máximo valor de medida que pode ser ajustado para a indicação 
de um instrumento de medir. 
 
URV (UPPER RANGE VALUE): 
Valor superior da faixa nominal - máximo valor que pode ser indicado por um instrumento de 
medir. O URV ajustado em um instrumento é sempre menor ou igual ao URL do instrumento. 
 
LRL (LOWER RANGE LIMIT): 
Limite inferior da faixa nominal - mínimo valor de medida que pode ser ajustado para a indicação 
de um instrumento de medir. 
 
LRV (LOWER RANGE VALUE): 
Valor inferiorda faixa nominal - mínimo valor que pode ser indicado por um instrumento de medir. 
O LRV ajustado em um instrumento é sempre maior ou igual ao LRL do instrumento. 
 
ALCANCE (SPAN): 
É a diferença algébrica entre os valores superior e inferior da faixa de medida do instrumento. 
Exemplos: Um termômetro com range de 100ºC a 500ºC tem um SPAN de: 500 – 100 = 400ºC.
 Um manômetro com range de 0 a 10.000 mmH2O tem um SPAN de: 10.000 – 0 = 
10.000 mmH2O. 
 
ERRO: 
É a diferença entre o valor lido ou transmitido pelo instrumento em relação ao valor real da 
variável medida. 
Se tivermos o processo em regime permanente, chamaremos de ERRO ESTÁTICO, que pode ser 
positivo ou negativo, dependendo da indicação do instrumento (que pode estar indicando a mais 
ou a menos). 
Quando tivermos a variável variando, teremos um atraso na transferência de energia do meio para 
o medidor. O valor medido estará geralmente atrasado em relação ao valor real da variável. Esta 
diferença entre o valor real e o valor medido é chamada de ERRO DINÂMICO. 
Quando a variável não estiver variando pode-se ter somente erro estático. 
Quando a variável estiver variando, pode-se ter tanto o erro dinâmico quanto o erro estático. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fig.2: gráfico indicativo de erro 
Curva ideal
ERRO
Valor Medido X
Valor Indicado
Tempo
Curva ideal
ERRO
Valor Medido X
Valor Indicado
Tempo
 
Pág.: 12/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
EXATIDÃO: 
É a aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um valor verdadeiro 
convencional. A exatidão é um conceito qualitativo e normalmente é dada como um percentual do 
fundo de escala do instrumento. 
Exemplo: Um voltímetro com fundo de escala 10V e exatidão de (mais ou menos) 1%. O erro 
máximo esperado é de 0,1V. Isto quer dizer que se o instrumento mede 1V, o possível erro é de 
10% deste valor (0,1V). Por esta razão é uma regra importante escolher instrumentos com uma 
faixa apropriada para os valores a serem medidos. 
 
Observação: o termo exatidão não deve ser usado como sinônimo de precisão. 
 
CLASSE DE EXATIDÃO: 
É a classe de instrumentos de medição que satisfazem a certas exigências metrológicas 
destinadas a conservar os erros dentro de limites especificados. 
 
PRECISÃO: 
A precisão é o termo que descreve o grau de liberdade a erros aleatórios, ou seja, ao nível de 
espalhamento de várias leituras em um mesmo ponto. A precisão é freqüentemente confundida 
com a exatidão. Um aparelho preciso não implica que seja exato. Uma baixa exatidão em 
instrumentos precisos decorre normalmente de um desvio ou tendência (bias), o que poderá ser 
corrigido por um novo ajuste. 
Os graus de repetitividade e de reprodutibilidade são maneiras alternativas de se expressar a 
precisão. Embora estes termos signifiquem praticamente a mesma coisa, eles são aplicados a 
contextos diferentes. 
A REPETITIVIDADE descreve o grau de concordância entre os resultados de medições 
sucessivas de um mesmo mensurando efetuadas sob as mesmas condições de medição. Estas 
condições são denominadas condições de repetitividade e incluem o mesmo procedimento de 
medição, mesmo observador, mesmo instrumento de medição utilizado nas mesmas condições, 
mesmo local e repetição em curto período de tempo. 
A REPRODUTIBILIDADE expressa o grau de concordância entre os resultados das medições de 
um mesmo mensurando, efetuadas sob variadas condições de medição. Para que uma expressão 
de reprodutibilidade seja válida, é necessário que sejam especificadas as condições alteradas, 
que podem incluir o princípio de medição, padrão de referência, local, condições de utilização e 
condições climáticas. 
 
A precisão pode ser expressa em: 
Porcentagem do alcance (SPAN): 
Um instrumento possui um SPAN de 100ºC e está indicando 80ºC. Sua precisão é de 0,5%. 
Assim, sabemos que a temperatura estará entre 79,5ºC e 80,5ºC. 
 
Diretamente em unidades da variável: 
Precisão de (mais ou menos) 2ºC. 
 
Porcentagem do valor medido: 
Precisão de (mais ou menos) 1%. Para 80ºC teremos uma margem de (mais ou menos) 0,8ºC. 
 
Porcentagem do valor máximo da escala do instrumento: 
Precisão de 1%. Range de 50 a 150ºC. 
A precisão será, então, de (mais ou menos) 1,5ºC. 
 
Porcentagem do comprimento da escala: 
Se o comprimento da escala de um instrumento fosse de 30 cm, com range de 50 a 150ºC e 
precisão de 1%, teríamos uma tolerância de (mais ou menos) 0,3 cm na escala do instrumento. 
 
Pág.: 13/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Podemos ter a precisão variando ao longo da escala do instrumento, podendo o fabricante indicar 
seu valor em algumas faixas da escala do instrumento. 
Exemplo: um manômetro pode ter uma precisão de (mais ou menos) 1% em todo seu range e ter 
na faixa central de sua escala uma precisão de 0,5%. 
 
RANGEABILIDADE: 
É a relação entre o valor máximo e o valor mínimo, lidos com a mesma precisão na escala de um 
instrumento. 
Exemplo: um medidor de vazão com range de 0 a 200 m3/h com precisão de 1% do valor medido 
e rangeabilidade de 10:1 significa que a precisão de 1% do valor medido será respeitada entre os 
200 m3/h e 20 m3/h, pois 200m3/h : 20 m3/h = 10:1. 
 
A rangeabilidade pode ser entendida também como a relação entre os valores máximo e mínimo 
em que a resposta de um dispositivo qualquer acompanha a sua curva ideal, obedecendo a um 
desvio máximo pré-definido. 
Nas válvulas de controle, é a relação entre os valores máximo e mínimo em que a vazão real da 
válvula acompanha a característica de vazão inerente, dentro do desvio máximo tolerável (alcance 
de faixa inerente). Uma válvula que é capaz de manter controle satisfatório quando a vazão 
aumenta de 100 vezes em relação ao valor da vazão controlável mínima tem uma rangeabilidade 
inerente de 100:1. A rangeabilidade pode também neste caso, ser definida como a relação entre 
os coeficientes máximo e mínimo de vazão controlável. 
 
TENDÊNCIA DE UM INSTRUMENTO (BIAS): 
É um erro sistemático da indicação de um instrumento que ocorre em toda sua faixa de indicação. 
A tendência é normalmente estimada pela média dos erros de indicação de um número 
apropriado de medições repetidas e poderá ser removida através de novo ajuste. 
 
HISTERESE: 
Diferença máxima que se observa nos valores indicados pelo instrumento, para um mesmo valor 
qualquer da faixa de medida, quando a variável percorre toda a escala tanto no sentido crescente 
como no decrescente. A histerese geralmente é expressa em porcentagem do alcance (SPAN). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SENSIBILIDADE: 
Valor mínimo que a variável deve mudar para obter-se uma variação na indicação ou transmissão. 
Normalmente expressa em porcentagem do alcance (SPAN). 
Ex.: um termômetro de vidro com range de 0 a 500ºC possui uma escala de leitura de 50cm. 
Sensibilidade = 50cm/500ºC = 0,1cm/ºC 
 
 
 
No instrumento cuja curva de histerese está 
representada ao lado, e cujo range é de 0 a 200ºC a 
histerese é igual a 0,2% do SPAN. 
 
Fig.3: gráfico de histerese 
80 1000
79,8
80,2
100
Entrada ºC
Leitura ou saída ºC
80 1000
79,8
80,2
100
Entrada ºC
Leitura ou saída ºC
79,8
80,2
100
Entrada ºC
Leitura ou saída ºC
 
Pág.: 14/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
RESOLUÇÃO: 
É a menor diferença entre as indicações de um dispositivo mostrador que pode ser 
significativamente percebida. Para um dispositivo mostrador digital, é a variação na indicação 
quando o dígito menos significativo varia de uma unidade. 
 
ZONA MORTA: 
É a maior variação permitida que não produzaalteração perceptível na indicação do instrumento. 
Ex.: um instrumento com range de 0ºC a 200ºC, possui uma zona morta de 0,1% do SPAN = 
0,2ºC. Portanto, se a temperatura variar em até 0,2ºC o instrumento não apresentará nenhuma 
alteração em sua indicação. 
 
RASTREABILIDADE: 
Propriedade de um resultado de medição que consiste em poder referenciar-se a padrões 
apropriados geralmente internacionais ou nacionais por meio de uma cadeia de comparações, 
segundo uma hierarquia metrológica. 
 
AJUSTE (de um instrumento) 
Operação destinada a fazer com que um instrumento de medir tenha um funcionamento e justeza 
adequados à sua utilização. 
 
CALIBRAÇÃO (de um instrumento): 
Conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os valores 
indicados por um instrumento de medição e os valores correspondentes das grandezas 
Estabelecidos por padrões. O resultado de uma calibração permite tanto o estabelecimento dos 
valores do mensurando para as indicações, como a determinação das correções a serem 
aplicadas. Quando registrada em um documento, temos um certificado de calibração ou relatório 
de calibração. 
 
TEMPO DE RESPOSTA: 
Intervalo de tempo entre o instante em que um estímulo é submetido a uma variação brusca e o 
instante em que a resposta alcança seu valor final e nele permanece, dentro de limites 
especificados. 
 
 
Pág.: 15/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
SIMBOLOGIA APLICADA À INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE DE PROCESSOS: 
 
Com objetivo de simplificar e globalizar o entendimento dos documentos utilizados para 
representar as configurações das malhas de instrumentação, normas foram criadas em diversos 
países. 
No Brasil a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) através de sua norma NBR 8190 
apresenta e sugere o uso de símbolos gráficos para representação dos diversos instrumentos e 
suas funções ocupadas nas malhas de instrumentação. 
Este trabalho mostra a seguir a essência da NBR 8190, que está em conformidade com a S.5.1 
(Instrumentation Symbols and Identification) da Instruments Society of America (ISA). 
De acordo com a norma, cada instrumento ou função programada será identificado por um 
conjunto de letras que o classifica funcionalmente, de acordo com a tabela abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.4: tabela para identificação funcional de instrumentos 
 
Pág.: 16/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
A tabela a seguir mostra um resumo destas classificações. 
 
 
 
 
Além do conjunto de letras, a identificação de um instrumento ou função programada será 
completada por um conjunto de números que indicarão a área de atividade a que pertence o 
instrumento e outro conjunto de números que indicarão a qual malha de controle o instrumento faz 
parte. Eventualmente, para completar a identificação, poderá ser utilizado um sufixo. 
 
Exemplo de Identificação de Instrumento: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
T: variável medida ou iniciadora: temperatura; 
R: função passiva ou de informação: registrador; 
C: função ativa ou de saída: controlador; 
210: área de atividades, onde o instrumento ou função programada atua; 
02: número seqüencial da malha; 
A: sufixo. 
 
 
 
 
 
Variável Sensor Transmissor Indicador Controlador Registrador Chave Válvulas 
de 
Controle 
Válvulas de 
Segurança 
Pressão PE PT ou PIT 
ou PDT 
PI PIC PR PSH ou 
PSL 
PCV PSV 
Vazão FE FT ou FIT FI FIC FR LSH ou 
LSL 
FCV FSV 
Temperatura TE TT TI TIC TR TSH ou 
TSL 
TCV TSV 
Nível LE LT ou LIT LI ou LG LIC LR LSH ou 
LSL 
LCV LSV 
Densidade DE DT DI DIC DR DSH ou 
DSL 
DCV DSV 
pH AE ou 
XE 
AT, AIT, XT, 
XIT 
AI, XI AIC, XIC AR, XR ASH, ASL ACV ASV 
Vibração VE ou 
XE 
VT ou XT VI, XI VIC, XIC VR, XR VSH,VSL, 
XSH, XSL 
VCV VSV 
Posição ZE ZT ZI ZIC ZR ZSH, ZSL DCV DSV 
Tensão EE ET EI EIC ER ESH,ESL 
Corrente IE IT II IIC IR ISH, ISL 
Potência JE JT JI JIC JR JSH, JSL 
 
IDENTIFICAÇÃO DO INSTRUMENTO
IDENTIFICAÇÃO DA MALHAIDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL
S
U
F
I
X
O
Nº
SEQUENCIAL 
DA MALHA
ÁREA DE 
ATIVIDADES
FUNÇÃOVARIÁVEL
A2210RCT
IDENTIFICAÇÃO DO INSTRUMENTO
IDENTIFICAÇÃO DA MALHAIDENTIFICAÇÃO FUNCIONAL
S
U
F
I
X
O
Nº
SEQUENCIAL 
DA MALHA
ÁREA DE 
ATIVIDADES
FUNÇÃOVARIÁVEL
A2210RCT
Fig.5: tabela resumida para identificação funcional de instrumentos 
Fig.6: exemplo de identificação completa de instrumentos 
 
Pág.: 17/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
A tabela abaixo mostra os símbolos gerais utilizados para representar instrumento ou função 
programada, de acordo com o tipo e sua localização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A tabela abaixo mostra os símbolos gerais utilizados para representar as funções de 
processamento de sinais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig.7: símbolos utilizados em fluxogramas de instrumentação e processo 
Fig.8: símbolos utilizados em fluxogramas de instrumentação e processo 
 
Pág.: 18/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Os símbolos abaixo são utilizados para representar as linhas de interligação entre instrumentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* As abreviações seguintes são sugeridas para especificar o tipo de alimentação: 
 
AS: ar de alimentação; 
IA: ar de instrumento; 
PA: ar da planta; 
ES: alimentação elétrica; 
GS: alimentação de gás; 
HS: alimentação hidráulica; 
NS: alimentação de nitrogênio; 
SS: alimentação de vapor; 
WS: alimentação de água. 
 
Observação: 
 O nível de alimentação pode ser adicionado à abreviação do tipo de alimentação. Exemplo: 
ES24VDC - Alimentação Elétrica de 24 Volts Contínua. 
 
** O símbolo de sinal pneumático aplica-se para qualquer gás de médio sinal. Se um outro gás é 
usado, este pode ser identificado por uma nota no símbolo do sinal ou de outra maneira. 
 
*** Fenômeno eletromagnético inclui aquecimento, ondas de rádio, radiação nuclear e luz. 
 
Para todos os tipos usuais de válvulas, vasos, equipamentos, instrumentos, etc., existem 
convenções de desenho, geralmente de acordo com as convenções da Instruments Society of 
America – ISA – e podem ser encontradas nas normas ISA S5.1 e NBR 8190. 
 
NOTA: a edição atual da NBR 8190 data de outubro de 1983. 
Fig.9: símbolos utilizados em fluxogramas de instrumentação e processo 
 
Pág.: 19/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
FLUXOGRAMA DE PROCESSO E INSTRUMENTAÇÃO (P&I): 
 
Fluxogramas são as representações simbólicas do processo para fins de localização, identificação 
e análise do funcionamento de seus componentes. 
Os fluxogramas são desenhos esquemáticos sem escala que mostram toda a rede de tubulações 
e os diversos vasos, bombas, instrumentos e todo equipamento pertencente ao processo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nos Fluxogramas de Processo e Instrumentação deve estar contido: 
 
 As tubulações principais com indicação do fluido contido, o sentido do fluxo e suas dimensões 
principais. 
 
 Todos os vasos (tanques, tambores, vasos, reatores) com indicação das características 
básicas, como tipo, dimensões principais, temperatura e pressão detrabalho, número de 
bandejas, etc. 
 
 As principais válvulas de bloqueio, regulagem, controle, segurança, alívio, etc. 
 
 Todos os equipamentos importantes (bombas, compressores, ejetores, filtros, trocadores de 
calor, etc.) com indicação das características básicas como vazão, temperatura, pressão, 
carga térmica, etc. 
 
 Todos os instrumentos principais deverão estar indicados por sua simbologia e nomenclatura. 
 
 
HV 15 
103B
LG 
103A
H L
FIT 
103A
FI 
103C
FI 
103B
B1 103B
B2 103A
RS1 103
TQ1 103
FE 
103B
FCV 
103A
IA
I
P
ATM
HV 02 
103B
HV 05 
103B
HV 04 
103B
HV 06 
103B
HV 07 
103B
HV 08 
103B
HV 09 
103B
HV 10 
103B
HV 12 
103B
HV 11 
103B
HV 13 
103B
HV 22 
103C
HV 24 
103C
HV 23 
103C
HV 29 
103
LG 
103A
LIT 
103A
LIC LY FICSP MV
PV
SPR MV
PV
HV 03 
103B
HV 15 
103B
LG 
103A
H L
FIT 
103A
FI 
103C
FI 
103B
B1 103B
B2 103A
RS1 103
TQ1 103
FE 
103B
FCV 
103A
IA
I
P
I
P
ATM
HV 02 
103B
HV 05 
103B
HV 04 
103B
HV 06 
103B
HV 07 
103B
HV 08 
103B
HV 09 
103B
HV 10 
103B
HV 12 
103B
HV 11 
103B
HV 13 
103B
HV 22 
103C
HV 24 
103C
HV 23 
103C
HV 29 
103
LG 
103A
LIT 
103A
LIC LY FICSP MV
PV
SPR MV
PV
HV 03 
103B
Fig.10: exemplo de um fluxograma de processo e instrumentação 
 
Pág.: 20/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
SISTEMAS DE UNIDADES DE MEDIDAS: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DEFINIÇÃO DAS UNIDADES DE MEDIDA NO SISTEMA INTERNACIONAL (SI): 
 
O Sistema Internacional de Unidades, abreviação SI, é o sistema desenvolvido pela Conferência 
Geral de Pesos e Medidas e é adotado em quase todas as nações industrializadas do mundo. As 
correspondências de cada unidade fundamental no SI são: 
 
METRO: é o comprimento igual a 1.650.763,73 comprimentos de onda no vácuo, de radiação 
correspondente à transição entre os níveis 2p10 e 5d5 do átomo de Criptônio - 86. 
 
SEGUNDO: é a duração de 9.192.631.770 períodos de radiação, correspondente à transição 
entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de Césio - 133. 
 
QUILOGRAMA: é a massa do protótipo internacional do quilograma. Este protótipo é conservado 
no Bureau Internacional de Pesos e Medidas em Sèvre na França. 
 
NEWTON: é a força que dá a um corpo de um quilograma de massa, a aceleração de um metro 
por segundo ao quadrado. 
 
WATT: é a potência que dá origem à produção de energia na taxa de um joule por segundo. 
 
JOULE: é o trabalho realizado quando o ponto de aplicação de uma força igual a um Newton 
desloca-se de um metro na direção da força. 
 
 
Segundo (s)Segundo (s)Segundo (s)Segundo (s)Tempo
Joule (J)Dina-centímetro
ou erg
(1 joule = 107
ergs)
Newton-metro
(N.m) ou Joule (J)
(0,7376 pé-libra)
Pé-libra (ft-lb)
(1,356 joules)
Energia
Kelvin (K)
K = 273,15 + ºC)
Celsius (ºC)Celsius (ºC)
( 5/9 (ºF – 32))
Fahrenheit (ºF)
(9/5 . ºC + 32)
Temperatura
Newton (N)DinaNewton (N)
(100.000 dinas)
Libra (lb)
(4,45 N)
Força
Quilograma (Kg)Grama (g)Quilograma (Kg)
(1.000 g)
Slug
(14,6 Kg)
Massa
Metro (m)Centímetro (cm)
(2,54 cm = 1 pol.)
Metro (m)
(39,37 pol.)
(100 cm)
Jarda (yd)
(0,914 m)
Comprimento
SICGSMKS
Métrico
InglêsUnidades
Segundo (s)Segundo (s)Segundo (s)Segundo (s)Tempo
Joule (J)Dina-centímetro
ou erg
(1 joule = 107
ergs)
Newton-metro
(N.m) ou Joule (J)
(0,7376 pé-libra)
Pé-libra (ft-lb)
(1,356 joules)
Energia
Kelvin (K)
K = 273,15 + ºC)
Celsius (ºC)Celsius (ºC)
( 5/9 (ºF – 32))
Fahrenheit (ºF)
(9/5 . ºC + 32)
Temperatura
Newton (N)DinaNewton (N)
(100.000 dinas)
Libra (lb)
(4,45 N)
Força
Quilograma (Kg)Grama (g)Quilograma (Kg)
(1.000 g)
Slug
(14,6 Kg)
Massa
Metro (m)Centímetro (cm)
(2,54 cm = 1 pol.)
Metro (m)
(39,37 pol.)
(100 cm)
Jarda (yd)
(0,914 m)
Comprimento
SICGSMKS
Métrico
InglêsUnidades
Fig.11: tabela comparativa entre sistemas de unidades 
 
Pág.: 21/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
PRESSÃO: 
 
INTRODUÇÃO: 
 
Como já foi visto, a Instrumentação é a ciência que se ocupa em desenvolver e aplicar técnicas 
de medição, indicação, registro e controle em processos de transformação, visando a otimização 
da eficiência dos mesmos. 
Essas técnicas são normalmente suportadas teoricamente em princípios físicos e ou físico-
químicos e para viabilizar os diversos tipos de instrumentos para medição de variáveis industriais 
utiliza-se das mais avançadas tecnologias de fabricação. 
Dentre essas variáveis encontra-se a pressão cuja medição possibilita não só a sua monitoração 
e controle como também a de outras variáveis tais como nível, vazão e densidade. 
Assim por ser sua compreensão, a base para o entendimento de outras áreas da Instrumentação 
iniciaremos revisando alguns conceitos físicos importantes para medição de pressão. 
 
DEFINIÇÕES BÁSICAS: 
 
HIDROSTÁTICA: ciência que estuda as propriedades dos fluidos em repouso. 
 
HIDRODINÂMICA: ciência que estuda as propriedades dos fluidos em movimento. 
 
FLUIDO: um fluido é uma substância que pode fluir, isto é, escoar facilmente. O termo “fluido” 
inclui os líquidos, os gases e os vapores. 
 
SÓLIDO: toda matéria cuja forma não muda facilmente quando submetida a uma força. 
 
LÍQUIDOS: toda matéria cuja forma pode ser mudada facilmente quando submetida a uma força, 
porém sem mudar o volume. Os líquidos oferecem uma resistência muito grande à compressão. 
 
VAPORES E GASES: toda matéria cuja forma e volume podem ser mudados facilmente quando 
submetida a uma força. Os gases são facilmente compressíveis. 
 
MASSA ESPECÍFICA: também chamada de densidade absoluta é a relação entre a massa e o 
volume de uma determinada substância. É representada pela letra grega ρ (rô) e no SI pela 
unidade kg/m3. 
 
 
 
 
 
DENSIDADE RELATIVA: é relação entre a massa específica de uma substância A e a massa 
específica de uma substância de referência, tomadas à mesma condição de temperatura e 
pressão. A densidade relativa é adimensional, ou seja, não apresenta unidade de medida e pode 
ser indicada por “dr”. 
 
NOTA: 
1 - Para líquidos a densidade de uma substância tem como referência a água destilada a 4ºC e 1 
atm cujo valor foi convencionado ser igual a unidade. 
2 - Para gases e vapores a densidade de uma substância tem como referência o ar a 15ºC e 1 
atm cujo valor foi convencionado ser igual a unidade. 
 
 
 
Pág.: 22/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
PESO ESPECÍFICO: é a relação entre o peso e o volume de uma determinada substância. É 
representado pela letra grega γ (gama) e no SI pela unidade kgf/m3. 
 
 
 
 
 
 
 
CONCEITO DE PRESSÃO: 
 
Quando uma força é aplicada de forma distribuída sobre uma superfície, dizemos que existe uma 
pressão exercida nessa superfície. 
A pressão p exercida sobre uma superfície é igual ao quociente da força F aplicada 
perpendicularmente à área A da superfície. Para uma mesma força, quanto menor for a área de 
sua aplicação, maior será a pressão exercida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Caso a força aplicada não seja perpendicular a superfície, é preciso calcular a força equivalente 
FP aplicada perpendicularmente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FP será igual ao produto da força F pelo seno do ângulo de inclinação θ entre a superfíciee a 
direção da força F aplicada, ou seja: FP = F.senθ. 
 
 
Pág.: 23/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
UNIDADES DE PRESSÃO: 
 
No Sistema Internacional de Unidades (SI), temos: 
 
Força - expressa em Newton (símbolo N) e é definida como a força que comunica à massa de um 
quilograma a aceleração de um metro por segundo ao quadrado na direção da força 
(N = Kg . m/s2). 
 
Área - expressa em metro quadrado (símbolo m2) e é definida como a área de um quadrado cujo 
lado tem um metro de comprimento. 
 
Pressão - expressa em Pascal (símbolo Pa) e é definida como a pressão exercida por uma força 
de um Newton, uniformemente distribuída sobre uma superfície plana de um metro quadrado de 
área, perpendicular à direção da força (Pa = N/m2). 
 
A unidade de pressão usualmente utilizada no sistema métrico industrial é o kgf/cm2, e no 
sistema inglês industrial se utiliza o PSI (lbf/pol2). A conversão de uma unidade em outra pode ser 
facilmente realizada se lembrarmos que 1 libra = 0,4536Kg e 1 polegada = 2,54cm. 
 
Diversas outras unidades são utilizadas para expressar medidas de pressão. As mais usuais são: 
 
cm H2O = centímetro de coluna de água a 4ºC 
mmH2O = milímetro de coluna de água a 4ºC. 
pol.H2O = polegada de coluna de água a 4ºC. 
mmHg ou Torr = milímetro de coluna de mercúrio a 0ºC. 
pol.Hg = polegada de coluna de mercúrio a 0ºC. 
bar = corresponde aproximadamente à pressão da água do mar a 10 metros de profundidade. 
atm = atmosfera normal, equivale à pressão exercida por uma coluna de 760 mmHg, com massa 
volumétrica de 13,5951 g/cm3. 
 
Uma importante observação a ser feita é que a medição de pressão através da coluna de um 
fluido depende diretamente da densidade do fluido, e esta por sua vez depende da temperatura. 
Portanto, ao medirmos uma pressão através da coluna líquida e esta exigir precisão, devemos 
especificar qual é a temperatura de referência e efetuar sua correção caso esta seja diferente da 
temperatura de trabalho. 
A tabela abaixo apresenta valores com as variações da densidade do mercúrio e da água em 
função da temperatura, de 0 a 40ºC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0,9922513,496940
0,9940613,509135
0,9956813,521330
0,9970813,533625
0,9982313,545820
0,9991313,558115
0,9997313,570410
0,999913,58275
0,9998713,59510
Densidade H2O 
(g/cm3)
Densidade Hg 
(g/cm3)
Temperatura (ºC)
0,9922513,496940
0,9940613,509135
0,9956813,521330
0,9970813,533625
0,9982313,545820
0,9991313,558115
0,9997313,570410
0,999913,58275
0,9998713,59510
Densidade H2O 
(g/cm3)
Densidade Hg 
(g/cm3)
Temperatura (ºC)
Fig.12: tabela densidades X temperatura 
 
Pág.: 24/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Por exemplo, se uma coluna de mercúrio indica 200,0 mmHg à temperatura ambiente de 25ºC, 
qual seria a altura da coluna à 0ºC? 
Resolução: 
ρ1 . g . h1 = ρ2 . g . h2 
ρ1 . h1 = ρ2 . h2 
h2 = (ρ1 . h1)/ ρ2 = 199,1 mmHg 
 
ρ1 = densidade do mercúrio à 25ºC - h1 = altura do mercúrio à 25ºC 
ρ2 = densidade do mercúrio à 0º - h2 = altura do mercúrio à 0ºC 
 
 
FATORES DE CONVERSÃO DE UNIDADES DE PRESSÃO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1101,9987,500620,0098690,010,145040,010197KPa
0,009810,073530,000090,000980,001420,00010mmH2O
0,13313,60410,001320,001330,019340,00136mmHg
101,32510.335760,0611,013314,691,0332atm
10010.197750,060,98692114,5041,0197bar
6,8948703,2951,710,0682,03610,0703PSI
98,066510.003735,580,96780,980714,2331Kgf/cm2
KPammH2OmmHgatmbarPSIKgf/cm
2
1101,9987,500620,0098690,010,145040,010197KPa
0,009810,073530,000090,000980,001420,00010mmH2O
0,13313,60410,001320,001330,019340,00136mmHg
101,32510.335760,0611,013314,691,0332atm
10010.197750,060,98692114,5041,0197bar
6,8948703,2951,710,0682,03610,0703PSI
98,066510.003735,580,96780,980714,2331Kgf/cm2
KPammH2OmmHgatmbarPSIKgf/cm
2
Fig.13: tabela fatores de conversão unidades de pressão 
 
Pág.: 25/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
MEDIDAS DE PRESSÃO: 
 
Existem duas referências para a medição de pressão: 
 
PRESSÃO ABSOLUTA = é a pressão positiva a partir do vácuo perfeito. 
 
PRESSÃO ATMOSFÉRICA = em torno da Terra há uma camada de gases com cerca de 50km 
de extensão que exerce pressão sobre toda a superfície terrestre denominada atmosfera. A parte 
inferior desta camada gasosa, que se encontra na superfície terrestre, exerce ao nível do solo, 
uma pressão correspondente ao peso total desta coluna gasosa. Ao nível do mar, em condições 
de intensidade normal de gravidade (aceleração de 9,80665 m/s2) e 0ºC de temperatura, esta 
pressão equivale a 1 atm, ou 14,69 psia, ou 1,033 kgf/cm2 abs., ou 760 mm de coluna de Hg. 
A dificuldade desta referência decorre do fato de que ela varia com a altitude e com as condições 
ambientais do local. 
 
Quando se utiliza a pressão atmosférica como referência, as pressões medidas a partir desta 
referência (acima desta referência) são chamadas pressões relativas, pressões manométricas 
(gauge pressures), pressões efetivas ou pressões positivas. 
 
As pressões abaixo desta referência são chamadas vácuo ou pressões negativas. O vácuo é 
simplesmente uma redução da pressão atmosférica. O instrumento utilizado para medição de 
vácuo denomina-se vacuômetro. 
 
Das definições anteriores, conclui-se que: 
 
PRESSÃO ABSOLUTA = PRESSÃO RELATIVA + PRESSÃO ATMOSFÉRICA 
 
Obs.: Ao se escrever um valor de pressão, é importante definir se a pressão é absoluta ou relativa 
(manométrica), através da referência das letras “a” para pressão absoluta e “g” para pressão 
manométrica. 
Na indústria, quando se omite a referência, fica implícito que a pressão é manométrica. 
 
A figura abaixo mostra graficamente a relação entre os três tipos de pressões medidas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0 mmHg (vácuo 
perfeito ou 
absoluto)
760 mmHg abs 
ou 0 mmHg 
relativo à pressão 
atmosférica
Pressão absoluta
Grau de vácuo
Pressão de vácuo
Pressão manométrica
Pressão diferencial
0 mmHg (vácuo 
perfeito ou 
absoluto)
760 mmHg abs 
ou 0 mmHg 
relativo à pressão 
atmosférica
Pressão absoluta
Grau de vácuo
Pressão de vácuo
Pressão manométrica
Pressão diferencial
Fig.14: gráfico da relação entre as pressões 
 
Pág.: 26/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
PRINCÍPIOS E TEOREMAS DA FÍSICA UTILIZADOS NA MEDIÇÃO DE PRESSÃO: 
 
Teorema de STEVIN: 
 
Este teorema foi estabelecido por Simon Stevin (1548 a 1620) e relaciona as pressões estáticas 
exercidas por um fluido em repouso com a altura da coluna do mesmo em um determinado 
reservatório. 
Seu enunciado diz: 
 
“A diferença de pressão entre dois pontos de um fluido em repouso é igual ao produto do 
peso específico do fluido () pela diferença de cota entre os dois pontos” 
 
Resumidamente, temos que a pressão exercida no fundo de um reservatório por um líquido em 
repouso, pode ser dada pelo produto da altura do líquido e o seu peso específico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Princípio de PASCAL: 
 
“A pressão exercida em qualquer ponto por um líquido em forma estática, se transmite 
integralmente em todas as direções e produz a mesma força em áreas iguais.” 
 
Este princípio é a base da hidráulica. Na hidráulica utilizam-se fluidos incompressíveis; assim, a 
força mecânica desenvolvida em um fluido pode ser transmitida, multiplicada oucontrolada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se aplicarmos uma força F1 = 10kgf sobre o pistão 1, o pistão 2 levantará um peso de 50 kgf 
devido ter o mesmo uma área 5 vezes maior que a área do pistão 1. 
 
Ou seja: 
2
1
A1 = 2 cm
2
A2 = 10 cm
2
F1
F2
h1
h2
10 Kgf
50 Kgf
2
11
A1 = 2 cm
2
A2 = 10 cm
2
F1
F2
h1
h2
10 Kgf
50 Kgf
2
11
A1 = 2 cm
2
A2 = 10 cm
2
F1
F2
h1
h2
10 Kgf
50 Kgf
2
11
A1 = 2 cm
2
A2 = 10 cm
2
F1
F2
h1
h2
10 Kgf
50 Kgf
Fig.15: esquemático básico de um macaco hidráulico 
ou seja, 
h
Pressão
γ
P0
h
Pressão
γ
P0
P =  . h  . h P0 + 
 
Pág.: 27/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Como P1 = F1/A1 e P2 = F2/A2, e sendo P1 = P2, então: 
 
 
 
 
Logo: 
F2 = (F1/A1) . A2 
F2 = (10kgf/2cm2) . 10cm2 
F2 = 50kgf 
 
Outro exemplo: 
Sabendo-se que F2 = 20 Kgf, A2 = 100 cm2 e A1 = 10 cm2, calcular F1: 
F1/A1 = F2/A2, logo F1 = F2 x A1/A2 = 20 Kgf x 10 cm2/100 cm2 = 2Kgf 
 
F1
A1
F2
A2
=
F1
A1
F1
A1
F2
A2
F2
A2
=
 
Pág.: 28/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
TIPOS DE PRESSÃO: 
 
Sempre que um fluido estiver circulando em um duto, devido a ação de um ventilador, exaustor, 
compressor, bomba, etc., existirá pressão estática, pressão dinâmica ou cinética, pressão 
total e pressão diferencial. 
 
PRESSÃO ESTÁTICA é a pressão exercida em um ponto, em fluidos estáticos, que é transmitida 
integralmente em todas as direções e produz a mesma força se aplicada em áreas iguais. 
Caso não haja circulação do fluido, a pressão será a mesma em todos os pontos do duto. Caso 
haja circulação, a pressão estática deverá ser medida, através de um orifício de pressão, com eixo 
perpendicular à corrente do fluido, de forma que a medição não seja influenciada pela 
componente dinâmica da circulação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRESSÃO DINÂMICA: é a pressão devida à velocidade de um fluido em movimento em um duto. 
Sua resultante pode ser calculada por uma das seguintes fórmulas: 
 
Pd = ρ. V2 /2 (N/m2); ou 
Pd = γ. V2 /2g (kgf/m2); onde: 
 
Pd = pressão dinâmica 
ρ = massa específica do fluido (kg/m3) 
V = velocidade do fluido (m/s) 
γ = peso específico do fluido (kgf/m3) 
g = aceleração da gravidade (9,8 m/s2) 
 
PRESSÃO TOTAL: 
É a soma das pressões estática e dinâmica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NOTA: O instrumento que mede as pressões 
estática e total, para determinação da 
velocidade de um fluido em movimento em 
uma tubulação é o tubo de Pitot. O tubo de 
Pitot é um dispositivo utilizado para medição 
de vazão e será visto com maiores detalhes 
adiante. 
Fig.17: esquemático para medição de pressão estática, dinâmica e total 
Pressão Estática Pressão Dinâmica Pressão TotalPressão Estática Pressão Dinâmica Pressão Total
Fig.16: pontos de medição de pressão estática 
hh
 
Pág.: 29/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
PRESSÃO DIFERENCIAL: 
 
É a diferença de pressão medida em dois pontos de um duto ou equipamento, também chamado 
de ΔP (delta P). 
A existência de um obstáculo à passagem do fluido (placa de orifício, filtro, válvula, etc.), instalado 
em um duto, gera uma perda de carga. Esta perda de carga pode ser medida conectando-se um 
lado de um manômetro de tubo em “U” à montante e o outro lado à jusante do obstáculo. O valor 
indicado será uma medida da pressão diferencial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
ΔP
Fig.18: delta P criado em um 
obstáculo percorrido por um 
fluido. 
 
Pág.: 30/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS MEDIDORES DE PRESSÃO: 
 
Os dispositivos usados nas tomadas de impulso para medição de pressão podem ser 
classificados de acordo com seus princípios de funcionamento: 
 
a) por equilíbrio de uma pressão desconhecida contra uma força conhecida: 
 Colunas de líquido (Manômetros de tubo em “U”) 
 
b) por meio da deformação de um material elástico: 
 Tubo de Bourdon (em forma de C, espiral ou helicoidal) 
 Membrana 
 Fole 
 
c) por meio de variação de uma propriedade física: 
 Célula Strain Gauge 
 Célula Piezoelétrica 
 
d) d/p cell (célula de pressão diferencial): 
 Células Capacitivas 
 
 
MANÔMETRO DE TUBO EM “U”: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ele é montado sobre uma base onde uma escala milimetrada é fixada com valores crescentes e 
decrescentes a partir do referencial ZERO (ponto de nivelamento do fluido) e irá trabalhar sempre 
na vertical sendo o prumo obedecido. 
 
O tubo então é cheio, até seu ponto médio, com um líquido de peso específico conhecido (água, 
álcool, mercúrio, etc.). 
Depois de introduzido o fluido, a escala será movimentada para cima ou para baixo através de um 
ajuste mecânico para melhor conveniência do ajuste de zero. 
 
Em função do peso específico do líquido de enchimento e também da fragilidade do tubo de vidro 
que limita seu tamanho, esse instrumento é utilizado somente para medição de baixas pressões. 
Em termos práticos, a altura de coluna máxima disponível no mercado é de 2 metros e assim a 
pressão máxima medida é de 2 mH2O caso se utilize água destilada, e 2 mHg com utilização de 
mercúrio. 
 
O manômetro de tubo em “U” é o mais simples e mais 
barato dos instrumentos de medição direta de baixas 
pressões. 
 O instrumento consiste de um tubo com duas seções 
retas e paralelas, com uma curvatura de 180º em sua 
base. 
O manômetro de tubo em “U” é o mais simples e mais 
barato dos instrumentos de medição direta de baixas 
pressões. 
 
Tipicamente o diâmetro interno do tubo é 1/4 de 
polegada e para que se alcance uma boa precisão a 
seção interna deve ser rigorosamente uniforme, o que irá 
promover linearidade entre os ramos visto que o 
desequilíbrio do fluido manométrico é quem determinará 
o valor da pressão desconhecida. 
 
0
1
2
3
4
1
2
3
4
5
5
h
h2
h1
Atmosfera Pressão
Fig.19: representação de um 
manômetro de tubo em U 
 
Pág.: 31/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
É importante conhecer o ponto correto do ajuste de zero pela visualização do menisco (ponto de 
referencial do fluido), pois os fluidos apresentam diferenças em função das forças de agregação 
molecular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATENÇÃO: O dimensional permanece mmCA pois a densidade do mercúrio é relativa à 
densidade da água, ou seja, 13,62 vezes maior que esta. 
 
 
MANÔMETRO DE TUBO EM “U” COM DIAMETROS DIFERENTES: 
 
Neste caso, o objetivo é medir e ler pressões médias (em torno de 3 kgf/cm2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
1
2
3
4
1
2
3
4
5
5
h
h2
h1
Atmosfera Pressão
Considerando na figura do manômetro ao lado cada 
subdivisão da escala igual a 10 cm, o valor da pressão 
aplicada será dada pelo desnível h multiplicado pela 
densidade relativa do fluido manométrico utilizado. 
Caso o fluido fosse água (ρ = 1g/cm3), o valor da pressão 
seria de 60cm de coluna d’água ou 600 mmCA. 
Caso o fluido fosse, por exemplo, mercúrio (ρHg = 
13,62g/cm3), ao multiplicarmos a mesma cota por 13,62 
teríamos como resultado um valor de pressão de 4.086 
mmCA. 
Fig.20: referencial de leitura em manômetro de tubo em U 
Menisco com a 
utilizaçãode 
ÁGUA como fluido 
manométrico. 
 
Ponto
referencial
para leitura
Ponto
referencial
para leitura
Menisco com a 
utilização de 
MERCÚRIO como 
fluido 
manométrico. 
 
0
P1
P2
D
d
D
0
P1
P2
d
h
h1
Fig.21: esquema de manômetro de tubo em U com diâmetros diferentes 
P1 = 0 P1 > 0 
 
Pág.: 32/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
Pela figura anterior, temos: 
P1 = P2 + ρg . (h + h1) 
 
Logo, 
P1 - P2 = ρg . (h + h1) (I) 
 
Como a relação de volumes deslocados em cada ramo é: 
(π . (D/2)2) . h = (π . (d/2)2) . h1 
 
Rescrevendo em função de h, temos: 
 
h = (π . (d/2)2) . h1/ (π . (D/2)2), logo: 
 
h = (d2 / D2) . h1 
 
Substituindo h em (I), temos: 
 
P1 - P2 = ρg ((d2 / D2) . h1 + h1) 
 
Colocando h1 em evidência: 
 
P1 - P2 = ρg . h1 ((d2 / D2) + 1) 
 
De onde extraímos a fórmula para o cálculo da pressão: 
 
 
 
 
 
 
 
NOTA: Os instrumentos deste tipo, geralmente, possuem uma escala de leitura que leva em 
consideração o deslocamento do zero, ou seja, a escala já considera/corrige o fator “(1 + d2/D2)”, 
possibilitando a leitura direta e precisa da pressão na escala existente no tubo de menor diâmetro. 
 
 
MANÔMETRO DE TUBO INCLINADO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
P = ρ . h1 .
d2
D2
(1 + )P = ρ . h1 .
d2
D2
d2
D2
(1 + )
0
d
P1
P2
D
0
d
P1
P2
D
h
L
α
α
Fig.22: esquema de manômetro de tubo em U com tubo inclinado 
P1 = 0 
P1 > 0 
 
Pág.: 33/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
O princípio de funcionamento deste tipo de manômetro é o mesmo que aquele de tubo em “U” 
com diâmetros diferentes. 
 
Neste caso, o tubo de pequeno diâmetro (d) é inclinado com um certo ângulo α, de maneira a 
obter-se um grande deslocamento do líquido no tubo inclinado, mesmo no caso de medição de 
pressões muito pequenas. Este instrumento permite medir pressões da ordem de 0,02 mmCA. 
 
Neste tipo de manômetro é necessário se trabalhar com o instrumento perfeitamente nivelado e 
deve-se evitar que ele seja submetido a vibrações. 
 
A equação de equilíbrio do manômetro de tubo inclinado é dada pela fórmula: 
 
 
 
 
Esta equação demonstra que, para uma pressão determinada, quanto menor for o ângulo α maior 
será o deslocamento do líquido no tubo inclinado, pois o valor de sen α será tanto menor quanto 
menor for o ângulo α. 
 
 
MEDIDORES DE PRESSÃO POR ELEMENTOS ELÁSTICOS: 
 
TUBOS DE BOURDON: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os tubos de Bourdon geralmente são compostos de um tubo com seção oval, disposto na forma 
de arco de circunferência, tendo uma de suas extremidades fechada e a outra extremidade aberta 
e conectada ao processo cuja pressão será medida. 
 
O seu funcionamento, independente do seu formato, baseia-se no fato de ao aplicarmos pressão 
na extremidade aberta, ocorre um movimento em sua extremidade fechada, que tenta 
“desenrolar”. Este movimento é transmitido através de engrenagens a um ponteiro ou mecanismo 
que, por sua vez, irá indicar/transmitir a medida de pressão. 
 
 
 
 
P = h . ρ . (1 + d2/D2) . sen α P = h . ρ . (1 + d2/D2) . sen α 
Tipo C Tipo Espiral Tipo Helicoidal
Fig.23: ilustrações de tubos de Bourdon 
 
Pág.: 34/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O tubo de Bourdon tipo C é o mais utilizado e tem uma faixa de trabalho que varia de 0,5 a 7000 
kgf/cm2. 
 
Como o deslocamento do tubo de Bourdon tipo C é relativamente pequeno, ele não é adequado 
para medição de pequenas pressões. 
 
Isto já não acontece com os dois outros tipos que apresentam maior sensibilidade devido ao 
formato de cada um deles proporcionar um efeito de soma de vários tubos de Bourdon tipo C, 
resultando em um maior deslocamento da extremidade livre. 
 
Os elementos geralmente são fabricados de bronze para pressões entre 0,5 a 50 kgf/cm2 e aço 
comum, aço inoxidável ou monel para pressões até 7000 kgf/cm2. 
 
 
DIAFRAGMAS: 
 
Nos medidores de pressão industriais utilizando elementos primários elásticos, são utilizados dois 
tipos básicos de diafragmas, metálicos e não metálicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Medidor de pressão com diafragma metálico
Diafragma elástico
Fig.24: ilustração dos internos de um 
manômetro com tubo de Bourdon 
Fig.25: esquema de um manômetro com tubo 
de Bourdon 
Fig.26: esquemas de medidores de pressão com diafragmas 
 
Pág.: 35/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
DIAFRAGMAS METÁLICOS: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na confecção de um elemento de diafragma, os elementos acima são levados em conta, no 
sentido de se obter uma deflexão que tenha a relação mais linear possível com a pressão 
aplicada. A máxima sensibilidade para pequena deflexão é obtida utilizando-se um diafragma liso, 
sem corrugações. 
 
 
DIAFRAGMAS NÃO METÁLICOS: 
 
Os diafragmas não metálicos são conectados ao processo em que se quer medir/controlar a 
pressão e se movem atuando em oposição a uma mola calibrada ou algum outro elemento 
elástico. 
Os materiais não metálicos usualmente utilizados na confecção de diafragmas são teflon, 
neoprene, polietileno, etc. 
 
 
FOLES: 
 
Os foles são elementos elásticos que sofrem expansão e retração quando submetidos a pressões, 
sendo o movimento resultante utilizado para indicar/medir/controlar a pressão. 
Os foles são, geralmente, confeccionados através de estrangulamentos axiais sucessivos 
aplicados a um tubo metálico de parede fina e sem costura. 
Os materiais mais utilizados na confecção de foles são: latão, bronze-fosforoso, cobre-berílio, 
monel e aço inoxidável. 
A escolha do material a ser utilizado é feita considerando-se a pressão a ser medida/controlada e 
as condições de corrosão a que o fole estará sujeito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O diafragma metálico é um dispositivo primário 
elástico, geralmente utilizado para medir 
pressões relativamente baixas. 
 
Consiste basicamente de um diafragma simples 
de lâmina de metal corrugado. 
 
Diversos tipos de materiais podem ser 
utilizados na confecção de diafragmas 
metálicos. Os mais utilizados são: latão, 
bronze-fosforoso, cobre-berílio, aço inoxidável, 
monel, hastelloy, etc. 
 
Fig.28: ilustração de um manômetro com fole 
Fig.27: ilustração do diafragma de selo de um manômetro 
 
Pág.: 36/180 
SENAI / CETEL – Centro de Eletroeletrônica “César Rodrigues” 
LICOP - Laboratório de Instrumentação e Controle de Processos 
MANÔMETROS COM SELAGEM: 
 
Em processos industriais que manipulam fluidos corrosivos, viscosos, tóxicos, sujeitos à alta 
temperatura e/ou radioativos, a medição de pressão com manômetro tipo elástico se torna 
impraticável, pois o Bourdon não é adequado para esta aplicação, seja em função dos efeitos da 
deformação proveniente da temperatura, seja pela dificuldade de escoamento de fluidos viscosos, 
ou seja, pelo ataque químico de fluidos corrosivos. 
 
Neste caso, a solução é recorrer à utilização de algum tipo de isolação para impedir o contato 
direto do fluido do processo com o Bourdon. 
 
Existem basicamente dois tipos de isolação (que tecnicamente são chamados de selagem). Um 
com selagem líquida, utilizando um fluido líquido inerte em contato com o Bourdon e que não se 
mistura com o fluido do processo. Nesse caso é usado um pote de selagem conforme a figura 
abaixo.