Aula02 - Sistemas de Medição

SENSORES E
ATUADORES
Aula 02
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Sistemas de Medição
Parâmetros de um instrumento;
sistemas de erros e características.
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Características do Sistema de Medição
1.Padrões da calibração:
i. Padrão (Standard)
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Medida materializada, instrumento de
medição, material de referência ou
sistema de medição destinado a definir,
realizar, conservar ou reproduzir uma
unidade de um ou mais valores de uma
grandeza para servir de referência.
Características do Sistema de Medição
1.Padrões da calibração:
ii. Calibração (Calibration)
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Conjunto de operações que
estabelece, sob condições
especificadas, a relação entre os
valores indicados por um instrumento
de medição ou sistema de medição ou
valores representados por uma medida
materializada ou um material de
referência, e os valores
correspondentes das grandezas
estabelecidos por padrões.
Características do Sistema de Medição
1.Padrões da calibração:
Exemplo:
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Massa padrão de 1kg;
Resistor padrão de 100Ω;
Padrão de frequência do Césio;
Amperímetro padrão;
Eletrodo padrão de hidrogênio;
Solução de referência de cortisol no
soro humano, tendo uma concentração
certificada
Características do Sistema de Medição
2. Faixa nominal (Nominal Range):
Faixa de indicação que se pode 
obter em uma posição específica dos 
controles de um instrumento de 
medição.
Geralmente definida pelos 
limites inferior e superior
Quando o limite inferior é zero, 
a faixa nominal pode ser definida 
unicamente no limite superior.
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Características do Sistema de Medição
2. Faixa nominal (Nominal Range):
Exemplos:
• Faixa de indicação de um manômetro: 0 a 20bar;
• Faixa de indicação de um termômetro: 700 a 1200°C;
• Faixa de indicação de 0V a 100V;
• Sua faixa nominal é expressa como “100V”.
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Características do Sistema de Medição
2.1. Amplitude de Faixa Nominal (Span):
Diferença entre os dois limites de uma 
faixa nominal;
Exemplo:
Para uma faixa nominal de -30°C a +50°C;
A amplitude é de 80°C.
Se possuir uma faixa nominal de 200° a 1200°C
A amplitude é de 1000°C.
Em algumas áreas, a diferença entre o maior e 
o menor é denominada faixa de indicação (FI) 8
Características do Sistema de Medição
2.1. Amplitude de Faixa Nominal (Span):
Em algumas áreas, a diferença entre o maior e o 
menor é denominada faixa
▪ Termômetro
▪ Faixa de Operação (FO): -50° a +50° Celsius.
▪ Medidor de deslocamento:
▪ Faixa de Operação (FO): de -0,050 a 
+0,050mm.
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Características do Sistema de Medição
3. Faixa de Medição (Measuring Range):
Conjunto de valores de um mensurando para o 
qual se admite que o erro de um instrumento de 
medição mantém-se dentro dos limites especificados;
Também é conhecido como Faixa de Operação (FO) 
que é menor ou, no máximo, igual à Faixa de 
Indicação (FI);
A faixa de operação pode ser obtida através:
• Manual de utilização do Sistema de Medição;
• Sinais gravados sobre a escada;
• Especificações de normas técnicas
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Características do Sistema de Medição
3. Faixa de Medição (Measuring Range):
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Características do Sistema de Medição
4. Escala de um instrumento de medição (Scale of a 
Measuring Instrument):
Conjunto ordenado de marcas, associado a 
qualquer numeração, que faz parte de um dispositivo 
mostrador de um instrumento de medição;
Cada marca é denominada como Marca de Escala.
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Características do Sistema de Medição
4.1 Comprimento de Escala (Scale Lenght):
Comprimento da linha compreendida entre a 
primeira até a última marca;
Este comprimento deve passar pelo centro de 
todas as marcas menores.
Esta linha pode ser real ou imaginária;
Pode ser uma curva ou uma reta;
O comprimento da escala é expresso em unidades de 
comprimento, qualquer que seja a unidade do 
mensurando ou a unidade marcada sobre a escala
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Características do Sistema de Medição
4.2 Divisão de Escala (Scale Division):
Parte de uma escala compreendida entre duas 
marcas sucessivas quaisquer.
Característica de um sistema de medição 
analógico através de um índice.
Exemplos:
• Manômetro: Divisão de Escala (DE): 0,1kgj/cm2;
• Termômetro: Divisão de Escala (DE): 5°C;
• Régua Escolar: Divisão de Escala (DE) = 1mm.
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Características do Sistema de Medição
5. Índice (Index):
A parte fixa ou móvel de um dispositivo 
mostrador cuja posição em relação às marcas de 
escala permite determinar um valor indicado.
Exemplo:
• Ponteiro;
• Ponto Luminoso;
• Superfície de um líquido;
• Pena de um Registrador.
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Características do Sistema de Medição
6. Resolução de um dispositivo Mostrador Resolution
of a Displaying Device):
A menor diferença entre indicações de um 
dispositivo mostrador que pode ser 
significativamente percebida.
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Exemplo:
Para dispositivos mostrador 
digital, é a variação da 
indicação quando o dígito menos 
significativo variar de uma 
unidade
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Processos de Medição
Conceitos; características metrológicas 
dos instrumentos e suas relações com 
os processos de medição.
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Processos de Medição
Medir:
É o procedimento experimental pelo qual 
o valor momentâneo de um grandeza física 
(mensurando) é determinado como um múltiplo 
e/ou uma fração de uma unidade estabelecida 
por padrão reconhecido Internacionalmente.
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Processos de Medição
Operação de Medição:
É realizada por um instrumento de medição ou, de uma 
forma mais genérica, por um sistema de medição (SM). 
Obtém-se desta operação instrumentada a chamada 
indicação direta, que é o número lido pelo operador 
diretamente no dispositivo mostrador, acompanhado da 
respectiva unidade indicada neste dispositivo.
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Processos de Medição
Indicação:
É obtida pela aplicação da chamada constante do 
instrumento à indicação direta. 
A constante do instrumento deve ser conhecida pelo 
usuário do Sistema de Medição (SM) antes do início da 
operação de medição.
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Processos de Medição
Resultado de uma Medição:
O trabalho de medição, inicia o trabalho do 
experimentalista que deverá chegar à informação 
denominada resultado de uma medição.
O resultado de uma medição (RM) expressa propriamente 
o que se pode determinar com segurança sobre o valor 
do mensurando, a partir da aplicação do Sistema de 
Medição sobre esta. 
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Processos de Medição
Resultado de uma Medição:
O Resultado de uma medição possui duas parcelas:
1. O chamado resultado base (RB), que corresponde ao 
valor central da faixa onde deve situar-se o valor 
verdadeiro do mensurando;
2. A incerteza da medição (IM), que exprime a faixa de 
dúvida ainda presente no resultado, provocada pelos 
erros presentes no SM e/ou variações do mensurando, e 
deve sempre ser acompanhado da unidade do mensurando.
22RM = (RB ± IM) [unidade]
Processos de Medição
Resultado de uma Medição:
O resultado de uma medição (RM), envolvendo o 
resultado base (RB) e a incerteza do resultado (IR), 
deve sempre ser apresentado de forma compatível. 
É importante que o número e a posição dos dígitos que 
representam estes componentes do RM guardem certa 
relação.
Seja, por exemplo, o RM representado da forma abaixo:
RM = (RB ± IR) → RM = (255,227943 ± 4,133333333) mm
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Processos de Medição
Resultado de uma Medição:
RM = (RB ± IR) → RM = (255,227943 ± 4,133333333) mm
▪ A forma acima pode ser melhorada:
▫ Retirando a série de dígitos que absolutamente 
não trazem nenhuma informação relevante.
▫ Apresentar a IR com precisão de um ou dois 
algarismos significativos. 
▫ O resultado base deve ser escrito de forma a 
conter o mesmo número de casas decimais que a IR.
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RM = (255,2 ± 4,1) mm
RM = (255 ± 4) mm
Processos de Medição
Resultado de uma Medição:
▪ O Resultado de uma medição (RM) deve ser expresso 
preferencialmente com apenas um algarismo 
significativo na incerteza do resultado (IR).
▪ Regra 1: Arredondar a IR para apenas um algarismo 
significativo, isto é, com apenas um algarismo 
diferente de zero.
▪ Regra 2: Arredondar o resultado base (RB) para 
mantê-lo compatível com a IR de forma que ambos 
tenham o mesmo número de dígitos decimais após a 
vírgula. 25