Introdução à Instrumentação Industrial

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Instrumentação
Adama
Introdução a Instrumentação
INSTRUMENTAÇÃO
É a ciência que aplica e desenvolve técnicas 
para adequação de instrumentos de 
medição, transmissão, indicação, registro e 
controle de variáveis físicas em 
equipamentos nos processos industriais.
Introdução a Instrumentação
Nas indústrias de processos tais como 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 (variáveis) que traduzem a 
eficiência de um processo são: PRESSÃO, NÍVEL, 
VAZÃO, TEMPERATURA, porém outras variáveis 
também podem ser controladas, como: tempo, pH, 
densidade, umidade, peso e etc.
Processo
Sequência de operações em um conjunto de 
máquinas e/ou equipamentos necessários para a 
manufatura de um produto.
Variável
São condições ou situações que ocorrem durante um 
processo produtivo, que podem ou não interferir no 
processo ou no produto, alterando a qualidade, a 
produtividade ou deixando o processo inseguro. 
Definições em 
Instrumentação e Controle
Variável Controlada
É a grandeza que desejamos manter dentro de 
certos parâmetros ou valores pré-
determinados.
Variável Manipulada
É a grandeza que efetivamente manuseamos a 
fim de manter a variável controlada, dentro 
dos valores desejados.
Definições em 
Instrumentação e Controle
Introdução a Instrumentação
Aplicações - Finalidades
• Controle (Estabilização) dos Processos
• Otimização (Econômica) dos Processos
• Melhoria da Qualidade dos Produtos
• Segurança das Pessoas
• Segurança das Instalações
• Proteção ao Meio Ambiente
• Sequenciamento (registro) de Eventos
• Automação Integrada da Produção
Controle de Processos -
Automação
NECESSIDADE 
DO CONTROLE 
AUTOMÁTICO
1- Porque o homem 
não é mais capaz 
de manter o 
controle a 
contento.
2-Para elevação da 
Produtividade.
a. produção elevada do 
sistema
b. ritmo acelerado de 
produção
c. precisão requerida na 
produção
d. confiabilidade
e. aumento do nível de 
perigo
a. redução de mão-de-
obra
b. aumento da eficiência 
operacional das 
instalações.
c. redução de custo 
operacional do 
equipamento
CONCEITOS E CONSIDERAÇÕES 
BÁSICAS DE CONTROLE 
AUTOMÁTICO
O controle Automático tem como finalidade a 
manutenção de uma certa variável ou 
condição num certo valor (fixo ou variante).
Este valor que pretendemos é o valor 
desejado.
Controladores
Controle Local
Controle de Processos -
Automação
Painel de Controle
Controle de Processos -
Automação
Centro Integrado de Controle
Controle de Processos -
Automação
Os instrumentos de controle empregados na indústria de 
processos tais como, química, siderúrgica, papel, etc. tem 
sua própria terminologia.
Os termos utilizados definem as características próprias de 
medida e controle dos diversos instrumentos utilizados: 
indicadores, registradores, controladores, transmissores e 
válvulas de controle.
A terminologia empregada é unificada entre os fabricantes 
e os usuários e os organismos que intervém diretamente 
ou indiretamente no campo da instrumentação industrial.
Introdução a Instrumentação
Definições em controle
Classificação de Instrumentos
Podemos classificar os instrumentos e dispositivos 
utilizados em instrumentação de acordo com a função que 
o mesmo desempenha no processo, o sinal transmitido ou 
suprimento e o tipo de sinal.
Classificação por função:
• Detectores
• Indicadores
• Registradores
• Transmissores
• Transdutores
• Controladores
• Elementos Finais de Controle 
Detectores
São dispositivos sensores com os quais 
conseguimos detectar alterações na variável do 
processo. 
Podem ser ou não parte do transmissor 
e em alguns casos estão juntos 
também com os indicadores.
Classificação de Instrumentos
Indicadores
Instrumentos que dispõem de um 
ponteiro e de uma escala graduada 
na qual podemos ler o valor da 
variável (analógico). 
Existem também indicadores 
digitais que indicam a variável em 
forma numérica com dígitos ou 
barras gráficas.
Classificação de Instrumentos
Registradores
Instrumentos que registram 
a(s) variável(s) através de um 
traço contínuo ou pontos em 
um gráfico.
Classificação de Instrumentos
Transmissores
Instrumentos que determinam 
o valor de uma variável no 
processo através de um 
elemento primário, tendo o 
mesmo sinal de saída 
(pneumático ou eletrônico) cujo 
valor varia apenas em função da 
variável do processo.
Classificação de Instrumentos
Transdutor
Instrumento que recebe 
informações na forma de 
uma ou mais quantidades 
físicas, modifica caso 
necessário as informações e 
fornece um sinal de saída 
resultante.
Classificação de Instrumentos
Controlador
Instrumento que compara a 
variável controlada com um 
valor desejado e fornece um 
sinal de saída a fim de manter 
a variável controlada em um 
valor específico ou entre 
valores determinados.
Classificação de Instrumentos
Elemento Final de 
Controle
Instrumento que modifica 
diretamente o valor da 
variável manipulada de 
uma malha de controle.
Classificação de Instrumentos
Malha de controle
Os instrumentos podem estar interligados entre si para realizar uma 
determinada tarefa nos processos industriais. 
A associação desses instrumentos chama-se malha e em uma malha 
cada instrumento executa uma função.
Introdução a Instrumentação
Unidade de 
medidaProcesso
Indicação
Introdução a Instrumentação
Malha Aberta
Elemento final de 
controle
Unidade de 
medidaProcesso
Unidade de 
controle
Introdução a Instrumentação
Malha Fechada
Introdução a Instrumentação
Malha Fechada
Introdução a Instrumentação
Malha Fechada
Conjunto de valores da variável medida que estão 
compreendidos dentro do limite superior e inferior 
da capacidade de medida ou de transmissão do 
instrumento. 
Determina os valores extremos da medição.
Introdução a Instrumentação
Faixa de Medição (Range)
É a diferença algébrica entre o valor superior e
inferior da faixa de medição do instrumento.
Introdução a Instrumentação
Alcance (Span)
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 poderá ser positivo ou negativo 
dependente da indicação do instrumento o qual poderá estar 
indicando a mais ou menos.
Quando tivermos a variável alterando seu valor ao longo do 
tempo 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 chamado de erro 
dinâmico.
Introdução a Instrumentação
Erro
Exemplo de erro de medição
1014
g
0 g1014 g
1
(1000,00 ± 0,01) g
E = I - VVC
E = 1014 - 1000
E = + 14 g
Indica a mais do 
que deveria!
Valor verdadeiro
convencional
Introdução a Instrumentação
Grau de concordância entre os resultados de 
medições sucessivas, de uma mesma variável de 
processo, efetuadas sob as mesmas condições de 
medição.
Introdução a Instrumentação
Repetitividade
Podemos definir como sendo a aptidão de um 
instrumento de medição para dar respostas 
próximas a um valor verdadeiro.
A exatidão pode ser descrita de três maneiras:
� Percentual do Fundo de Escala ( % do F.E. )
� Percentual do Span ( % do Span )
� Percentual do Valor Lido ( % do V.L. )
Introdução a Instrumentação
Exatidão (Acurácia)
Exatidão
É a relação entre o valor máximo e o valor mínimo 
lidos com a mesma exatidão na escala de um 
instrumento .
Introdução a Instrumentação
Rangeabilidade (Largura da Faixa)
É a máxima variação que a variável pode ter sem que
provoque alteração na indicação ou sinal de saída de um
instrumento.
Introdução a Instrumentação
Zona Morta
É a mínima variação que a variável pode ter, provocando 
alteração na indicaçãoou sinal de saída de um 
instrumento.
Introdução a Instrumentação
Sensibilidade
É o erro máximo apresentado por um instrumento para um 
mesmo valor em qualquer ponto da faixa de trabalho, 
quando a variável percorre toda a escala nos sentidos 
ascendente e descendente.
Expressa-se em percentagem do span do instrumento.
Deve-se destacar que a expressão zona morta está incluída 
na histerese.
Introdução a Instrumentação
Histerese
Identificação
As normas de instrumentação estabelecem símbolos, 
gráficos e codificação para identificação alfanumérica de 
instrumentos ou funções programadas que deverão ser 
utilizadas nos diagramas e malhas de controle de 
projetos de instrumentação. 
De acordo com a norma ISA-S5, cada instrumento ou 
função programada será identificado por um conjunto de 
letras que o classifica funcionalmente e um conjunto de 
algarismos que indica a malha à qual o instrumento ou 
função programada pertence.
Onde:
P - Variável medida - Pressão
R - Função passiva ou de informação - Registrador
C - Função ativa ou de saída - Controlador
001 - Área de atividade, onde o instrumento atua
02 - Número sequencial da malha
A - Sufixo
P RC 001 02 A
Variável Função Área da 
Atividade
N0 Sequencial 
da Malha
S
U
F
Identificação Funcional Identificação da Malha I
X
O
Identificação do Instrumento
Significado das Letras de Identificação:
Identificação
Simbologia
Simbologia Geral
Simbologia
Exemplo
Simbologia de Válvulas
Simbologia Geral
Simbologia Geral
Exemplo:
Controle 
automático de 
nível com 
malha fechada
Fluxograma de Processo e 
Instrumentação
Chamamos de telemetria a técnica de transportar medições 
obtidas no processo a distância, em função de um 
instrumento transmissor.
A transmissão a distância dos valores medidos está tão 
intimamente relacionada com os processos contínuos, que 
a necessidade e as vantagens da aplicação da telemetria e 
do processamento contínuo se entrelaçam.
Um dos fatores que se destacam na utilização da telemetria 
é a possibilidade de centralizar instrumentos e controles de 
um determinado processo em painéis de controle ou em 
uma sala de controle.
Telemetria
Sinais de Instrumentação
Sinais de instrumentação são utilizados para 
padronização de sinais de comunicação entre 
instrumentos utilizados para medição, 
transmissão e controle de uma determinada 
variável de processo.
Estes sinais podem ser:
Tipo Pneumático
Tipo Hidráulico
Tipo Elétrico
Tipo Digital
Via Rádio
Via Modem
Sinais Pneumáticos
Nesse tipo é utilizado um gás comprimido, cuja 
pressão é alterada conforme o valor que se 
deseja representar. 
Padrão:
Em geral, os transmissores pneumáticos 
geram um sinal pneumático variável, linear, de 
3 a 15 psi (libras força por polegada ao 
quadrado) para uma faixa de medidas de 0 a 
100% da variável.
Sinais de Instrumentação
Sinais Pneumáticos
Note-se que o valor mínimo do sinal 
pneumático não é zero, e sim 3psi 
(0,2kgf/cm2). 
Deste modo, conseguimos calibrar 
corretamente o instrumento, comprovando 
sua correta calibração e detectando 
vazamentos de ar nas linhas de 
transmissão.
Sinais de Instrumentação
A grande e única vantagem em se utilizar os 
instrumentos pneumáticos está no fato de se 
poder opera-los com segurança em áreas 
onde existe risco de explosão (centrais de 
gás, por exemplo).
Sinais Pneumáticos
Vantagem
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 100m.
d) Vazamentos ao longo da linha de transmissão ou mesmo nos 
instrumentos são difíceis de serem detectados.
e) Não permite conexão direta aos computadores.
Sinais Pneumáticos
Desvantagens
Sinal 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.
Sinais de Instrumentação
a) Podem gerar grandes forças e assim 
acionar equipamentos de grande peso e 
dimensão.
b) Resposta rápida.
Vantagens
Sinal Hidráulico
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...
Desvantagens
Sinal Hidráulico
Sinais Elétricos
São sinais compostos pela variação proporcional 
da corrente/tensão conforme a variável de processo 
medida.
Os transmissores eletrônicos geram vários tipos de 
sinais em painéis, sendo os mais utilizados: 4 a 20 
mA, 10 a 50 mA e 1 a 5 V.
Temos estas discrepâncias nos sinais de saída 
entre diferentes fabricantes, porque tais 
instrumentos estão preparados para uma fácil 
mudança do seu sinal de saída.
Sinais de Instrumentação
Face a tecnologia disponível no mercado em 
relação a fabricação de instrumentos eletrônicos 
microprocessados, hoje, é esse tipo de 
transmissão amplamente usado em todas as 
indústrias, onde não ocorre risco de explosão. 
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 um 
processo qualquer.
Sinais de Instrumentação
Sinais Elétricos
Sinais Elétricos
A relação de 4 a 20 mA, 1 a 5 V está na 
mesma relação de um sinal de 3 a 15 psi de 
um sinal pneumático.
O “zero vivo” utilizado, quando adotamos o 
valor mínimo de 4 mA, oferece a vantagem 
também de podermos detectar uma avaria 
(rompimento dos fios), que provoca a queda 
do sinal, quando ele está em seu valor 
mínimo.
Sinais de Instrumentação
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.
Vantagens
Sinais Elétricos
e) Fácil instalação.
f) Permite de forma mais fácil realização de
operações matemáticas.
g) Permite que o mesmo sinal (4~20mA) seja
“lido” por mais de um instrumento, ligando em
série os instrumentos. Porém, existe um limite
quanto à soma das resistências internas deste
instrumentos, que não deve ultrapassar o valor
estipulado pelo fabricante do transmissor.
Vantagens
Sinais Elétricos
a) Necessita de técnico especializado para sua 
instalação e manutenção.
b) Exige utilização de instrumentos e cuidados 
especiais em instalações localizadas em áreas 
de riscos
c) Os cabos de sinal devem ser protegidos contra 
ruídos elétricos.
d) Exige cuidados especiais na escolha do 
encaminhamento de cabos ou fios de sinais.
Desvantagens
Sinais Elétricos
Sinais Digitais
Nesse tipo, “pacotes de informações” sobre a variável 
medida são enviados para uma estação receptora, 
através de sinais digitais modulados e padronizados;
Utilizam dígitos binários para representar valores;
Para que a comunicação entre o elemento transmissor 
receptor seja realizada com êxito é utilizada uma 
“linguagem” padrão chamado protocolo de 
comunicação.
Sinais de Instrumentação
a) Não necessita ligação ponto a ponto por 
instrumento.
b) Pode utilizar um par trançado ou fibra óptica 
para transmissão dos dados.
c) É imune a ruídos externos.
d) Permite configuração, diagnósticos de falha e 
ajuste em qualquer ponto da malha.
e) Menor custo final.
Vantagens
Sinais Digitais
a) Existência de vários protocolos no 
mercado, o que dificulta a comunicação 
entre equipamentos de marcas 
diferentes.
b) Caso ocorra rompimento no cabo de 
comunicaçãopode-se perder a 
informação e/ou controle de várias 
malha.
Desvantagens
Sinais Digitais
Sinal Via 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 frequência 
específica.
Sinais de Instrumentação
a) Não necessita de cabos de sinal.
b) Pode-se enviar sinais de medição e 
controle de máquinas em movimento.
Vantagens
Sinal Via Rádio
a) Alto custo inicial.
b) Necessidade de técnicos altamente 
especializados.
Desvantagens
Sinal Via Modem
A transmissão dos sinais é feita 
através de utilização de linhas 
telefônicas pela modulação do sinal 
em frequência, fase ou amplitude.
Sinais de Instrumentação
a) Baixo custo de instalação.
b) Pode-se transmitir dados a longas 
distâncias.
Vantagens
Sinal Via Modem
a) Necessita de profissionais especializados.
b) Baixa velocidade na transmissão de dados.
c) Sujeito a interferências externas, inclusive 
violação de informações.
Desvantagens
Instrumentos Conversores 
de Sinais
Os conversores tem como função básica 
modificar a natureza ou amplitude de um sinal 
para permitir a interligação de instrumento que 
trabalham com sinais diferentes.
Existem diversas situações para justificar sua 
aplicação, dentre elas as conversões de sinais 
de termopares para corrente ou tensão padrão 
de transmissão ( 4 a 20 mA e 1 a 5 VDC 
respectivamente), as conversões 
eletropneumáticas, e etc... 
Conversores Eletro - Pneumáticos e 
Pneumáticos - Elétricos
Esses conversores, também conhecidos 
como I/P e P/I, tem como função interfacear a 
instrumentação pneumática com a elétrica, 
bem como permitir a utilização de atuadores 
pneumáticos na instrumentação eletrônica 
analógica ou digital.
Instrumentos Conversores 
de Sinais
Este instrumento recebe um sinal de 4 a 20 mA DC que é 
aplicado a uma unidade magnética (bobina) criando um 
campo magnético proporcional a intensidade de corrente 
que a excitou. Esse campo proporciona deflexão em uma 
barra fletora que atua como anteparo em relação a um 
bico de passagem de ar para exaustão. A aproximação 
desta barra, conhecida como palheta, ao bico cria uma 
contra-pressão que é amplificada através de uma 
unidade denominada relé piloto para um sinal pneumático 
proporcional à entrada. A pressão de saída é 
realimentada através do fole para permitir o equilíbrio do 
sistema.
Conversores Eletro -Pneumáticos
(I/P)
Instrumentos Conversores 
de Sinais
Para atingir esta finalidade o sistema de 
controle automático opera do seguinte 
modo:
1. Medida do valor atual da variável que se 
quer regular.
2. Comparação do valor atual com o valor 
desejado ( sendo este o último indicado ao 
sistema de controle pelo operador humano 
ou por um computador). Determinação do 
desvio.
Controladores
Continuando....
3. Utilização do desvio ( ou erro ) para gerar 
um sinal de correção.
4. Aplicação do sinal de correção ao sistema a 
controlar de modo a ser eliminado o desvio, 
isto é , de maneira a reconduzir-se a variável 
ao valor desejado. O sinal de correção 
introduz pois variações de sentido contrário 
ao erro.
Controladores
Controle de Processos
Exemplo:
Medida - A cargo do sistema termométrico.
Comparação - Efetuada pelo sistema de Contatos 
(Posição Relativa)
Computação - Geração do sinal de correção 
efetuada também pelo sistema de contatos e pelo 
resto do circuito elétrico do termostato.
Correção - Desempenhada pelo órgão de Controle 
- Contator
Exemplo:
Controle de Processos
CONTROLADOR
Controle de Processos
Ações de um Controlador:
• Ação direta:
− A saída aumenta quando a entrada 
aumenta.
• Ação indireta:
− A saída diminui quando a entrada 
aumenta.
Controladores
Ações de Controle:
• Controle automático/manual;
• Controle liga-desliga (on-off);
• Controle Auto-Operado;
• Controle Proporcional;
• Controle Proporcional + Integral;
• Controle Proporcional + Derivativo;
• Controle PID.
Controladores
Controladores
Especificação do Controlador
Controladores
Controlador Lógico Programável (CLP)
É um aparelho eletrônico digital que 
utiliza uma memória programável 
para armazenar internamente 
instruções e para implementar 
funções específicas, tais como lógica, 
seqüenciamento, temporização, 
contagem e aritmética, controlando, 
por meio de módulos de entradas e 
saídas, vários tipos de máquinas ou 
processos.
Elemento Final de Controle
É um mecanismo que varia a quantidade 
de energia ou material (agente de 
controle), em resposta ao sinal enviado 
pelo controlador, a fim de manter a 
variável controlada em um valor (ou faixa 
de valores) pré-determinado.
Pode ser uma resistência elétrica, um 
motor que aciona um equipamento ou 
uma válvula que controla a passagem de 
um determinado fluido
Elemento Final de Controle
A válvula de controle é o 
elemento final mais usado nos 
sistemas de controle industrial. 
Em sistemas de controle de 
gases e ar é também usado o 
“damper”, porém poderemos 
citar outros elementos, tais 
como: bombas, resistências 
elétricas, motores, etc.
Elemento Final de Controle
Instrumentação 
Industrial
Temperatura
Instrumentação – Temperatura
A identificação usual para os instrumentos de temperatura é a seguinte:
a) Formas simples
• TI - Indicador de temperatura (transmitido à casa de controle);
• ThI - Indicador de temperatura local;
• TR - Registrador de temperatura;
• TC - Controlador de temperatura;
• TA - Alarme (cego) de temperatura.
b) Formas compostas
• TIC - Indicador-controlador de temperatura;
• TRC - Registrador-controlador de temperatura.
c) Formas especiais
• TW - Poços de termômetros;
• TE - Elemento de medição de temperatura;
• TCV - Válvulas de controle, para controle de temperatura;
• TSV - Válvulas de segurança para controle de temperatura.
Medição de Temperatura (Termometria)
Eventualmente, alguns termos são utilizados com o 
mesmo significado:
Instrumentação – Temperatura
Medição de Temperatura
História
Atribui-se a invenção do termômetro ao matemático, físico 
e astrônomo italiano Galileu Galilei. Em 1592 usando um 
tubo invertido, com água e ar, criou uma espécie de 
termômetro no qual a elevação da pressão exterior fazia 
com que o ar dilatasse e, em consequência, elevava o nível 
da água dentro do tubo.
Mais tarde, no século XVIII, Gabriel Fahrenheit 
adaptou um termômetro de Mercúrio a uma escala 
de temperatura desenvolvida pelo dinamarquês 
Ole Rømer.
DIRETA INDIRETA
Condição 
necessária para 
medir com precisão
1) Estar em contato com o objeto a 
ser medido.
2) Praticamente não mudar a 
temperatura do objeto devido ao 
contato do detector.
1) A radiação do objeto medido 
tem que chegar até o detector.
Característica 1) É difícil medir a temperatura de 
um objeto pequeno, porque este 
tem tendência de mudança de 
temperatura quando em contato 
com um objeto cuja temperatura 
é diferente.
2) É difícil medir o objeto que está 
em movimento
1) Não muda a temperatura do 
objeto porque o detector não 
está em contato direto com o 
mesmo.
2) Pode medir o objeto que está 
em movimento.
3) Geralmente mede a 
temperatura da superfície.
Faixa de 
Temperatura
É indicado para medir temperaturas 
menores que 1400ºC.
É adequado para medir 
temperaturas elevadas (800 ºC).
Precisão Geralmente, 1% da faixa Geralmente 10 ºC
Tempo de 
Resposta
Geralmente grande Geralmente pequeno
Tipos de Medição
Medição de Temperatura
1º Grupo (contato direto) – O instrumento faz 
contato direto com a substância a ser medida a 
temperatura.
• Termômetro à dilatação de líquidos
• Termômetro à dilatação de sólidos (bi-
metálico)
• Termômetro à pressão
• Termoresistência ou Termistor
• Termopar
Instrumentos de Medição
Medição de Temperatura
2º Grupo (contato indireto) – O instrumento 
de medição não faz contato direto com a 
substância a ser medida a temperatura:
• Pirômetro óptico
• Pirômetro fotoelétrico
• Pirômetro de radiação
Instrumentos de Medição
Mediçãode Temperatura
Medidores – Classificação por princípio de 
funcionamento
Medidores de 
Temperatura
Termômetros de 
Efeito Mecânico
Termômetros de 
Efeito Elétrico
Medidores por 
Radiação
Medição de Temperatura
Os termômetros à dilatação de líquidos baseiam-se 
na lei de expansão volumétrica de um líquido com a 
temperatura, dentro de um recipiente fechado.
Os tipos podem ser de vidro transparente ou de 
recipiente metálico;
Quando a temperatura aumenta, o líquido 
dilata e se expande no tubo, quando a 
temperatura baixa, o líquido se contrai.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros à dilatação de líquido
Termômetros à dilatação de líquido em recipiente 
de vidro
É o tipo mais comum de termômetro;
É constituído de um reservatório(bulbo), cujo tamanho 
depende da sensibilidade desejada, soldada a um tubo 
capilar de seção, mais uniforme possível, fechado na 
parte superior.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros à dilatação de líquido
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros à dilatação de líquido em 
recipiente de vidro
Os líquidos mais comumente empregados são o 
álcool etílico, mercúrio, tolueno e a acetona.
Suas características:
• Nos termômetros 
industriais, o bulbo de 
vidro é protegido por um 
poço metálico e o tubo 
capilar por um invólucro 
metálico
• Desvantagem : 
Fragilidade.
• Precisão : 1 % da 
escala.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros à dilatação de líquido em 
recipiente de vidro
Neste termômetro, o 
líquido preenche todo o 
recipiente e, sob o efeito 
de um aumento de 
temperatura, se dilata, 
deformando um elemento 
extensível (sensor 
volumétrico).
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros à dilatação de líquido em 
recipiente metálico
Elementos de Medição:
A. Tipo C B. Tipo Helicoidal C. Tipo Espiral
Termômetros à dilatação de líquido 
em recipiente metálico
São constituídos de dois metais de diferentes 
coeficientes de dilatação, soldados 
longitudinalmente, enrolados de forma prática em 
forma de espiral ou hélice para aumentar a 
sensibilidade.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros à dilatação de sólidos -
Bimetálicos
• Quando a temperatura varia, os dois metais se 
expandem ou se contraem desigualmente, o que 
causa uma curvatura do sensor;
• Quanto maior a variação, maior é a curvatura, o 
que permite transpor esta variação sobre uma 
escala calibrada;
• O principal uso do sensor bimetálico é na 
construção do termógrafo, um instrumento que 
registra continuamente a temperatura.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros à dilatação de sólidos -
Bimetálicos
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros à dilatação de sólidos -
Bimetálicos
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros à dilatação de sólidos -
Bimetálicos
O termômetro mais usado é o de 
lamina helicoidal, e consiste em um 
tubo bom condutor de calor, no 
interior do qual é fixado um eixo que 
por sua vez recebe um ponteiro que 
se desloca sobre uma escala.
A faixa de trabalho dos termômetros 
bimetálicos vai de -50 a 800 oC, 
sendo sua escala bastante linear. 
Possui exatidão na ordem de +/- 1%.
Termômetros de Pressão
Esse tipo de termômetro consiste basicamente:
• Um bulbo imerso no processo. Esse bulbo contém o 
fluido que sofrerá expansão ou contração;
• Um tubo capilar conectando o bulbo ao indicador 
ou dispositivo de chaveamento;
• Um sensor de pressão que sentirá as variações de 
pressão do fluido com o aumento da temperatura.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros de Pressão
• Um dispositivo para conversão do deslocamento 
do elemento de pressão em termos de indicação 
ou atuação em uma micro-switch.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Fluidos Utilizados: Gás, Líquido ou 
Vapor
São baseados na expansão do fluido 
(líquido, gás ou vapor) contido no 
bulbo.
O aumento de temperatura provoca o 
aumento da pressão, provocando a 
expansão do fluido no capilar (ou 
contração caso haja diminuição de 
temperatura.
Termômetros de Pressão
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Essa variação de pressão é sentida por um sensor de 
pressão tipo hélice, espiral ou bourdon que, por sua 
vez, desloca um indicador ou atua um dispositivo de 
chaveamento.
No caso de enchimento com líquido, utiliza-se 
Mercúrio, Tolueno ou Xileno que apresentam um alto 
coeficiente de expansão.
Como gás de enchimento, utilizam-se normalmente 
Nitrogênio, Hélio, Neônio ou Dióxido de Carbono (CO2). 
Termômetros de Pressão
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termômetros de Pressão
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Fisicamente idêntico ao termômetro de dilatação de 
líquido. 
Com a variação da temperatura, o gás varia sua pressão, 
conforme aproximadamente a lei dos gases perfeitos, com 
o elemento de medição operando como medidor de 
pressão. 
As variações de pressão são linearmente 
dependentes da temperatura, sendo o 
volume constante.
Termômetros de Pressão
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
P1 = P2 = . . . = Pn
T1 T2 Tn
Compensação da temperatura ambiente – Tipos
Tipo Caixa Tipo Total
Termômetros de Pressão
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
• Um dos métodos elementares para 
medição de temperatura envolve a 
mudança no valor da resistência elétrica 
(obstáculo a passagem da corrente 
elétrica) de um resistor com a variação da 
temperatura.
• A temperatura é, portanto, indicada como 
uma função da corrente que passa por 
este resistor;
Termômetros de Resistência Elétrica
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
• Os termômetros de resistência são 
considerados sensores de alta precisão e 
ótima repetibilidade de leitura;
• Quando metais são usados, o elemento 
sensor é normalmente confeccionado de 
Platina com o mais alto grau de pureza e 
encapsulados em bulbos de cerâmica ou 
vidro.
Termômetros de Resistência Elétrica
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
1. Mais precisa que o termopar na sua faixa de uso;
2. Usando circuito adequado, podem ser usadas a 
grandes distâncias;
3. Podem ser usados cabos de cobre comum nas 
ligações;
4. São mais estáveis que os termopares;
5. Sua curva de resistência elétrica ( Ω ) em função 
da temperatura é mais linear que os termopares.
Vantagens das Termoresistências em 
relação do Termopar
Termômetros de 
Resistência Elétrica
1. Baixo alcance de medição (máx. 630ºC).
2. São mais caras do que os outros sensores utilizados 
nesta mesma faixa (dilatação e bimetálico).
3. Deterioram-se com mais facilidade, caso ultrapasse 
a temperatura máxima de utilização.
4. É necessário que todo o corpo do bulbo esteja com 
a temperatura estabilizada para a correta indicação.
5. Possui um tempo de resposta elevado.
6. Mais frágil mecanicamente.
Desvantagens das Termoresistências em 
relação do Termopar
Termômetros de 
Resistência Elétrica
Existem basicamente dois tipos 
de termômetros de resistência:
• As Termoresistências (RTD) 
que utilizam materiais 
metálicos como resistores; e
• Os Termistores (NTC e PTC) 
que utilizam materiais 
semicondutores como 
resistores.
Termômetros de Resistência Elétrica
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termoresistências
Os materiais mais utilizados para a fabricação destes 
tipos de sensores são a platina, o cobre ou o níquel, 
que são metais que apresentam características de:
a) Alta resistividade, permitindo assim um melhor 
sensibilidade do sensor.
b) Ter alto coeficiente de variação de resistência com a 
temperatura.
c) Ter rigidez e ductilidade para ser transformado em fios 
finos.
Entre estes materiais, o mais utilizado é a platina 
pois apresenta uma ampla escala de 
temperatura, uma alta resistividade permitindo 
assim uma maior sensibilidade, um alto 
coeficiente de variação de resistência com a 
temperatura, uma boa linearidade resistência x 
temperaturae também por ter rigidez e 
ductilidade para ser transformada em fios finos, 
além de ser obtida em forma puríssima. 
Padronizou-se então as termoresistências de 
platina.
Termoresistências
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Termoresistências
Esses sensores adquiriram espaço nos processos 
industriais por suas condições de alta estabilidade 
mecânica e térmica, resistência à 
contaminação, baixo índice de 
desvio pelo envelhecimento e 
tempo de uso.
Pt 100
• A termoresistência de platina é a mais usada 
industrialmente devido a sua grande estabilidade 
e precisão;
• Esta termoresistência tem como características 
uma resistência de 100Ω a 0ºC.
• Convencionou-se chamá-la de Pt-100, (fios de 
platina com 100Ω a 0ºC). Sua faixa de trabalho 
vai de -200 a 650ºC, porém a ITS-90 padronizou 
seu uso até 962ºC aproximadamente.
Termoresistências
• Um termopar consiste em dois condutores 
metálicos, de natureza distinta, na forma de metais 
puros ou de ligas homogêneas. 
• Os fios são soldados em um extremo, ao qual se dá 
o nome de junta quente ou junta de medição. 
• A outra extremidade dos fios é levada ao 
instrumento de medição de FEM (força 
eletromotriz), fechando um circuito elétrico por 
onde flui a corrente;
Medição de Temperatura com 
Termopar
• O ponto onde os fios que formam o termopar se 
conectam ao instrumento de medição é chamado 
de junta fria ou de referência.
• O aquecimento da junção de dois metais gera o 
aparecimento de uma FEM. 
• Este princípio, conhecido por efeito Seebeck, 
propiciou a utilização de termopares para a 
medição de temperatura.
Medição de Temperatura com 
Termopar
Termopares
• Efeito Seebeck - Em 1821, o alemão Seebeck
descobriu que, quando aquecemos uma junção de dois 
metais diferentes, uma força eletromotriz (fem) é 
gerada entre os dois condutores. Essa f.e.m. pode ser 
medida na outra junção (junção fria) dos condutores. 
Esses condutores formam um circuito elétrico e, 
consequentemente, flui uma corrente através deles.
Termopares
O efeito Seebeck se baseia em dois outros 
efeitos, a saber:
1. Efeito Peltier: 
“A junção de dois metais diferentes dá origem 
a uma força eletromotriz (f.e.m.).”
2. Efeito Thompson:
“Um fio homogêneo apresenta uma f.e.m. 
sempre que seus extremos estejam em 
temperaturas diferentes.”
Assim, nas aplicações práticas o termopar apresenta-
se normalmente conforme a figura abaixo.
O sinal de f.e.m. gerado pelo gradiente de 
temperatura ( ∆T = T2 – T1) existente entre as juntas 
quente e fria, será de um modo geral indicado, 
registrado ou transmitido.
Efeito termoelétrico de 
Seebeck
Termopares
Termopares
Radiação Térmica
Um corpo aquecido emite energia mesmo que esteja 
no vácuo. 
Esta energia, a radiação térmica, é transportada por 
ondas eletromagnéticas, como a energia luminosa, 
mas com predominância de frequências bem 
menores que as do espectro visível.
Com relação à natureza deste transporte, sabe-se 
que a radiação é dual, isto é, pode ser tratada como 
propagação de ondas eletromagnéticas e, ao mesmo 
tempo, propagação de matéria, as partículas 
denominadas de fótons.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Radiação Térmica
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
À medida que se aquece um corpo, a partir de 
temperaturas da ordem de 500°C, o corpo 
começa a ficar visível porque começa a emitir 
radiações que tem 
uma fração apreciável 
com frequência de luz: 
o espectro visível.
Medição por Radiação
Todos os métodos de medida de temperatura 
discutidos até então requeriam que o 
termômetro estivesse em contato físico com o 
corpo cuja temperatura se quer medir.
Além disso, a temperatura era medida quando 
o elemento sensor atingia a condição 
“idealizada” de equilíbrio térmico com o corpo 
ou sistema que se mede.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Medição por Radiação
Isto implica em:
1. O termômetro interfere com o meio que se 
mede, afetando sua temperatura, isto é, a 
temperatura medida nunca é a real;
2. Que o termômetro deve ser capaz de suportar 
a temperatura envolvida em uma dada 
medição, o que efetivamente representa outro 
problema prático muito grande no caso da 
medição de temperatura de corpos muito 
quentes.
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Medição por Radiação
Um terceiro tipo de problema acontece 
quando deseja-se medir a temperatura de 
um corpo, ou superfície móvel, e o 
termômetro não está “embarcado”.
3. Isto é, como medir a temperatura de 
corpos sólidos em movimento, usando 
sensores de contato externos ao sistema 
em movimento?
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Medição por Radiação
Neste caso, dispor-se de um método de medida 
que não requer contato físico (medição sem 
interferência) é fundamental.
Este tipo de termômetro pode também ser usado 
para realizar uma varredura da distribuição de 
temperatura do corpo sem contato ou interferência.
Os instrumentos desenvolvidos para se resolver 
problemas desse tipo empregam sensores de 
radiação de uma forma ou de outra. 
Instrumentos de Medição 
de Temperatura
Trabalham por comparação de cor, o operador 
do medidor faz uma comparação entre a cor de 
um filamento aquecido ao rubro com a cor do 
objeto em medição.
Pirômetro Ótico
Medição por Radiação
• A cor do filamento é definida pela corrente elétrica que 
circula pelo mesmo, a qual é medida por um 
miliamperímetro com uma escala relativa a temperatura 
do objeto.
• Este medidor apresenta pouca precisão por estar 
dependente da comparação feita pelo olho humano.
• A faixa de medição normalmente começa em 600ºC. É 
o dispositivo oficial reconhecido internacionalmente 
para medir temperaturas acima de 1064,43 ºC.
Pirômetro Ótico
Medição por Radiação
Câmeras térmicas
Pirômetro Ótico
Comparação entre Medidores 
de Temperatura
Comparação entre Medidores 
de Temperatura
Chaves de temperatura -
Termostatos
• Bimetálicos e bulbo 
capilar para contatos de 
chaveamentos
• Fecham e/ou abrem um 
contato quando uma 
determinada 
temperatura é 
ultrapassada
Termostatos
O termostato é um instrumento criado em 1915 que 
tem a função de impedir que a temperatura de 
determinado sistema varie além de certos limites 
preestabelecidos. 
Um mecanismo desse tipo é composto, 
fundamentalmente, por dois elementos: um indica a 
variação térmica sofrida pelo sistema e é chamado 
elemento sensor; o outro controla essa variação e 
corrige os desvios de temperatura, mantendo-a dentro 
do intervalo desejado
Termostatos
Termostatos 
controlam a 
temperatura dos 
refrigeradores, 
ferros elétricos, ar 
condicionado e 
muitos outros 
equipamentos
Registradores de 
Temperatura
Termógrafo
Instrumentos que 
registram 
continuamente a 
temperatura.
Loggers de Temperatura
São instrumentos muito 
utilizados pela indústria de 
alimentos para registrar
dados de temperatura de 
produtos ou ambientes por 
um determinado período, 
podendo ser conectados em 
um computador para 
visualização da variação da 
temperatura com o tempo.
Poços de Proteção
Poços de proteção são utilizados para 
proteger o sensor de temperatura contra 
as condições do processo;
Poços de Proteção
Além disso, os poços de proteção possibilitam a 
retirada do sensor de temperatura sem a interrupção 
do processo e também auxiliam na segurança do 
meio ambiente e pessoas contra danos que podem 
ser causados pelo escape do fluido do processo;
Poços de Proteção
Poços de proteção metálicos podem ser 
construídos de material maciço ou soldado de 
tubo. Os poços de proteção podem ser conectados 
ao processo através de rosca, solda ou flange. O 
sensor de temperatura é fixado diretamente ao 
poço de proteção 
utilizando roscafêmea ou macho 
ou através de 
tubo de extensão.
Instrumentação 
Industrial
Pressão
A medição da pressão é um dos mais importante 
padrões de medida, pois as medidas de vazão, nível 
etc. podem ser feitas utilizando-se esse processo.
O instrumento mais simples para se medir pressão é 
o manômetro, porém existe uma grande variedade 
de elementos sensores que podem ser combinados a 
transmissores e controladores.
Vamos então ao estudo de alguns tipos de 
instrumentos de medição de pressão.
Medição de Pressão
Classificação dos 
Medidores de Pressão
• Medição de Pressão por Deformação Elástica:
� Diafragma ou Membrana;
� Fole ou Sanfona;
� Tubo de Bourdon.
• Medição de Pressão por Colunas de Líquido:
� Tubo em U;
� Coluna reta vertical;
� Coluna reta inclinada.
• Medição de Pressão por Grandeza Elétrica:
� Capacitivos;
� Strain-Gauges (medidores de deformação);
� Piezoelétricos.
Tubo de Bourdon
Descrição:
Consiste geralmente em 
um tubo com seção oval, 
disposto na forma 
de arco de circunferência, 
tendo uma extremidade 
fechada e a outra aberta à 
pressão a ser medida;
Medição de Pressão por 
Deformação Elástica
Tubo de Bourdon
Funcionamento:
Com a pressão agindo em seu interior, o 
tubo tende a tomar uma seção circular, 
resultando num movimento em sua 
extremidade fechada.
Esse movimento através da engrenagem é 
transmitido a um ponteiro que vai indicar 
uma medida de pressão.
Medição de Pressão por 
Deformação Elástica
Manômetro digital
Manômetro analógico
Medição de Pressão por 
Tubo de Bourbon
Tipos de Tubos de Bourdon
Medição de Pressão por 
Tubo de Bourbon
TIPO C TIPO 
HELICOIDAL
TIPO ESPIRAL
Composição dos Tubos de Bourdon
Faixa de Operação: A pressão normal medida deve estar 
próxima a 75% do limite de utilização quando esta variável for 
estática e próxima a 60% do limite de utilização para o caso da 
medição de pressão variável.
Medição de Pressão por 
Tubo de Bourbon
Membrana ou Diafragma 
• É constituído pôr um disco de material elástico 
(metálico ou não), fixo pela borda; 
• Uma haste fixa ao centro do disco está 
ligada a um mecanismo de indicação;
• Quando uma pressão é aplicada, a 
membrana se desloca e esse deslocamento 
é proporcional à pressão aplicada;
• Aplicável em instalações sujeitas a muita 
vibração ou em aplicações sanitárias.
Medição de Pressão por 
Deformação Elástica
p x
Medição de Pressão por 
Diafragma ou Membrana
Medição de Pressão por 
Diafragma ou Membrana
1 - Link
2 - Flange superior
3 - Parafuso
4 - Diafragma
5 - Câmara de medição
6 - Flange inferior
7 - Porca
8 - Entrada da pressão
Composição do Diafragma
• Metálicos: Bronze Fosforoso (Cu+Sn+P), Inconel
(Ni + Nb) e aço inoxidável (Fe+C+Cr).
• Não-metálicos: teflon e neoprene.
Faixa de Uso
• Pressões Absolutas: de 0−5 mmHg a 0−50 psi.
• Pressões Manométricas: 0−0,5” H20 a 0−200 psi.
Medição de Pressão por 
Diafragma ou Membrana
É um elemento flexível que se expande e contrai 
axialmente, ao estar internamente submetido a 
uma força;
Fole
Medição de Pressão por 
Deformação Elástica
• A expansão ou contração são utilizadas para 
transformar a pressão do fluido em um 
deslocamento ou força;
• É basicamente um 
cilindro metálico sanfonado.
Fole
Medição de Pressão por 
Deformação Elástica
p x
Medição de Pressão 
por Fole
1. Visor
2. Mostrador
3. Movimento
4. Câmara de medição
5. Ponteiro
6. Fole
7. Soquete com conexão ao 
processo
8. Entrada da pressão
Composição:
• Bronze Fosforoso, Aço Inoxidável e Monel (liga de Ni)
Utilização:
• Receptores de sinais pneumáticos (transmissores, 
registradores, controladores, etc.);
Faixas de Uso:
• Pressões Absolutas: de 0−100 mmHg a 0−35 psi.
• Pressões Manométricas: 0−0,5” H20 a 0−2000 psi.
Medição de Pressão 
por Fole
Consiste, basicamente, num tubo de vidro, contendo 
certa quantidade de líquido, fixado a uma base com 
uma escala graduada;
As colunas podem ser de três tipos: coluna reta vertical, 
reta inclinada e em forma de U;
Os líquidos mais utilizados nas colunas são: água 
(normalmente com um corante) e mercúrio;
Quando se aplica uma pressão na coluna, o líquido é 
deslocado, sendo este deslocamento proporcional à 
pressão aplicada.
Medição de Pressão por 
Coluna de Líquido
Medição de Pressão por 
Coluna de Líquido
Tubo em U
É constituído por um tubo de material 
transparente (geralmente vidro) 
recurvado em forma de ”U” e fixado 
sobre uma escala graduada.
Faixa de Operação
0 - 2000mm H2O/mm Hg (baixa 
pressão)
O zero da escala está no mesmo plano 
horizontal que a superfície do líquido 
quando as pressões P1 e P2 são iguais;
Neste caso, a superfície do líquido desce no 
lado de alta pressão e, consequentemente, 
sobre no lado de alta pressão;
A leitura se faz, somando a quantidade 
deslocada a partir do zero nos lados de alta 
e baixa pressão.
Medição de Pressão por Tubo 
em “U”
O ajuste do zero é feito em relação ao lado de alta 
pressão;
Neste tipo há necessidade de ajustar a escala a cada 
mudança de pressão;
A leitura é feita a partir do 
ponto mínimo da superfície do 
líquido no lado de alta pressão, 
subtraída do ponto máximo do 
lado de baixa pressão.
Medição de Pressão por 
Tubo em “U”
Medição de Pressão por 
Coluna de Líquido
Coluna Reta Vertical
A pressão aplicada ao ramo de área maior 
provoca um pequeno deslocamento de 
líquido nesta área e um grande 
deslocamento no outro ramo (uma vez 
que o volume deslocado é o mesmo).
Medição de Pressão por 
Coluna de Líquido
Coluna Reta Inclinada
Medição de Pressão 
Diferencial
A medição de pressão diferencial 
se caracteriza pela tomada de 
pressão em dois pontos com a 
indicação da diferença da 
pressão entre eles num 
mostrador analógico ou digital;
A medição da pressão diferencial 
é importante como primeiro 
estágio para medições de vazão 
e nível.
Sensor tipo Piezoelétrico 
Medição de Pressão por 
Grandeza Elétrica (Transdutores)
Os elementos piezoelétricos são cristais, como o 
quartzo, a turmalina e o titanato que acumulam cargas 
elétricas em certas áreas da estrutura cristalina, quando 
sofrem uma deformação 
física, pôr ação de uma 
pressão;
A quantidade elétrica 
produzida é proporcional 
à pressão aplicada, sendo 
esta relação LINEAR.
Medição de Pressão por Sensor 
Piezoelétrico
Esta carga é conectada à entrada de um amplificador, 
sendo indicada ou convertida em sinal de saída, para 
tratamento posterior.
Baseia-se no princípio de variação da resistência de um
fio, mudando-se as suas dimensões.
Medição de Pressão por 
Grandeza Elétrica (Transdutores)
Tipo Strain Gauge
Sensor de Pressão tipo 
Strain-Gauge
Quanto maior o comprimento do fio, maior será a 
variação da resistência obtida e maior a 
sensibilidade do sensor para uma mesma pressão 
(força) aplicada.
O sensor consiste de um fio firmemente colado sobre 
uma lâmina de base, e tão compacto quanto possível. 
(tira extensiométrica).
Sensor de Pressão tipo 
Strain-Gauge
Sensor de Pressão tipo 
Strain-Gauge
O fio, apesar de estar solidamente ligado a lâmina 
de base, precisa estar eletricamente isolado da 
mesma.
Uma das extremidades da lâmina é fixada em um 
ponto de apoio rígido 
enquanto a outra 
extremidade será oponto de aplicação de 
força.
Efeito da flexão: tração (fibras externas) e 
compressão (fibras internas).
O fio solidário a lâmina também sofrerá o 
alongamento acompanhando a superfície externa, 
variando a resistência total.
Sensor de Pressão tipo 
Strain-Gauge
Transdutores de Pressão
Sensor de Pressão tipo 
Strain-Gauge
Medição de Pressão por 
Grandeza Elétrica
• Consiste da deformação de uma das armaduras do 
capacitor, diretamente pelo processo.
• Tal deformação 
altera o valor da 
capacitância total, 
medida por um circuito 
eletrônico.
Sensor de Pressão Capacitivo
Uma diferença de pressão entre as câmaras alta (H) 
e baixa (L) produz uma força no diafragma isolador 
que é transmitida pelo líquido de enchimento;
A força atinge a armadura flexível (diafragma 
sensor) provocando sua deformação, alterando o 
valor da capacitâncias;
Essa alteração é medida pelo circuito eletrônico 
que gera um sinal proporcional à variação de 
pressão aplicada à câmara da cápsula de pressão 
diferencial capacitiva.
Medição de Pressão por 
Grandeza Elétrica
• Este tipo de sensor, se pôr um lado, elimina os 
problemas mecânicos das partes móveis, 
expõe a célula capacitiva às rudes condições 
do processo, principalmente a temperatura do 
processo;
• Este inconveniente pode ser superado através 
de circuitos sensíveis a temperatura montados 
juntos ao sensor. 
Medição de Pressão por 
Sensor Capacitivo
Medição de Pressão por 
Sensor Capacitivo
Transmissores de Pressão
Todo sistema de medição de pressão é constituído 
pelo elemento primário (Sensor), o qual estará em 
contato direto ou indireto ao processo onde se tem as 
mudanças de pressão e pelo elemento secundário
(Transmissor de Pressão) que 
terá a tarefa de traduzir esta 
mudança em valores mensuráveis 
para uso em indicação, 
monitoração e controle.
Escolha do Tipo de Medidor
Parâmetros
• Faixa de pressão;
• Característica química do fluido;
• Local de instalação do medidor.
Observações:
• Medição de óleos e líquidos inflamáveis usar solda na 
tubulação de ligação dos instrumentos;
• Vapor de alta temperatura corroe o Bronze Fosforoso e o 
Aço, usar medidor com selo d’água;
• Cloro reage com água e corroe aço e bronze, usar selo de 
diafragma;
• Amônia corroe o bronze e o bronze fosforoso, usar aço doce;
• Líquidos corrosivos, usar medidor do tipo diafragma;
Recomendações de Uso
• O local de instalação do medidor, dentro do possível, 
deve ter pouca variação de temperatura, perto da 
origem de medição, com pouca pulsação e vibração;
• Construir a tubulação o mais curta possível, evitando 
locais úmidos e com gases corrosivos;
• Colocar válvulas de bloqueio nas tomadas de impulso 
de pressão para facilitar a manutenção;
• Na medição de gases que condensam com facilidade, 
usar pote de condensação com dreno para evitar o 
acúmulo de água na parte molhada do medidor.
Instalação
Instalação com Selagem Líquida
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 este não é adequado 
para essa aplicação, devido a:
- Efeitos da deformação proveniente da 
temperatura;
- Dificuldade de escoamento de fluidos viscosos;
- Ataque químico de fluidos corrosivos.
• Nesse caso, a solução é recorrer a 
utilização de algum tipo de isolação 
para impedir o contato direto do 
fluido do processo com o manômetro.
• Utiliza um fluido líquido inerte em 
contato com o manômetro e que não se 
mistura com o fluido do processo.
• Nesse caso é usado um pote de selagem. 
Instalação com 
Selagem Líquida
• O fluido de selagem 
mais utilizado nesse 
caso é a glicerina, por 
ser inerte a quase 
todos os fluidos. 
• Este método é o mais 
utilizado e já é 
fornecido pelos 
fabricantes quando 
solicitados.
Instalação com 
Selagem Líquida
• Os amortecedores de pulsação tem por finalidade 
restringir a passagem do fluido do processo até um 
ponto ideal em que a frequência de pulsação se torne 
nula ou quase nula.
Instalação
Amortecedores de Pulsação
• Esse acessório é instalado em conjunto com o 
manômetro com objetivo de estabilizar ou 
diminuir as oscilações do ponteiro em função 
do sinal pulsante.
• Esta estabilização do ponteiro possibilita a 
leitura da pressão e também aumenta a vida 
útil do instrumento.
Instalação
Amortecedores de Pulsação
• Os sifões são utilizados, além de selo, para 
“isolar” o calor das linhas de vapor d’água ou 
líquidos muito quentes, cuja temperatura supera 
o limite previsto para o instrumento de pressão.
Instalação
Sifão
• O líquido que fica retido na 
curva do tubo-sifão esfria e 
é essa porção de líquido que 
irá ter contato com o sensor 
elástico do instrumento, não 
permitindo que a alta 
temperatura do processo 
atinja diretamente o 
mesmo.
Instalação
Sifão
• Utilizado método de comparação 
direta com um manômetro de 
Bourdon.
• A pressão é gerada hidraulicamente, 
utilizando óleo, colocado através de 
um reservatório fechado com 
válvula agulha. 
• Girando-se manualmente o volante, 
obtém-se pressão no óleo que é 
equilibrada pela força-peso sobre o 
êmbolo 
Calibração
Válvulas Controladoras de 
Pressão
• Válvulas que controlam a pressão a 
montante
- Válvulas de segurança e alívio;
- Válvulas de contra pressão.
• Válvulas que controlam a pressão a jusante
- Válvulas redutoras e reguladora de 
pressão.
Válvulas de 
segurança e alívio
���� SEGURANÇA – Gases
���� ALÍVIO – Líquidos
• Pressão de abertura 
controlada pela regulagem 
da mola
• Gases – abertura rápida
• Líquidos – abertura gradual
Válvulas Controladoras de 
Pressão
Válvulas de Segurança de 
Vapor
Contra peso Mola
Válvulas de Segurança de 
Vapor
Válvulas de Segurança de 
Vapor
Válvulas de contrapeso liberada
Válvulas de Segurança de 
Vapor
Válvulas Reguladoras de 
Pressão
• Reduz a pressão a jusante em linha de gases 
para níveis que atendam ao limite de pressão 
de trabalho eficiente e seguro de 
instrumentos e máquinas;
Finalidade
• Redes de ar comprimido;
• Instrumentação pneumática;
• Cilindros e botijões de gases comprimidos;
Aplicações
Controladores de Pressão
Pressostato
É um instrumento de medição e 
controle de pressão utilizado como 
componente do sistema de proteção de 
equipamento ou processos industriais;
Sua função básica é de proteger a 
integridade de equipamentos contra 
sobrepressão ou subpressão aplicada 
aos mesmos durante o seu 
funcionamento.
Pressostatos
Aspectos construtivos
É constituído em geral por um sensor, um mecanismo de ajuste de set-
point e uma chave de duas posições (aberto ou fechado).
�Como ELEMENTO SENSOR, pode-se utilizar qualquer um dos tipos já
mencionado, sendo o mais utilizado nas diversas aplicações o
diafragma.
�Como MECANISMO DE AJUSTE DE SET-POINT utiliza-se na maioria das
aplicações uma mola com faixa de ajuste selecionada conforme pressão
de trabalho e ajuste, e em oposição à pressão aplicada.
�O MECANISMO DE MUDANÇA DE ESTADO mais utilizado é o micro
interruptor, podendo ser utilizado também ampola de vidro com
mercúrio fechando ou abrindo o contato que pode ser do tipo normal
aberto ou normal fechado.
Quanto ao intervalo entre atuação e desarme os pressostatos podem 
ser fornecidos com diferencial fixo e diferencial ajustável.
1. O tipo fixo só oferece um ponto de ajuste, o de set-point, sendo 
o intervalo entre o ponto de atuação e desarme fixo.
2. O tipo ajustável permite ajuste de set-point e também alteração 
do intervalo entre o ponto de atuação e desarmedo pressostato.
Diferencial fixo ou ajustável
Pressostato
Tipos quanto a Função
• Pressostato de 1 contato - atua sobre uma única variação de 
pressão, abrindo ou fechando um único circuito elétrico, por 
meio da ação reversível do micro-interruptor.
• Pressostato diferencial - atua sobre a variação entre 2 
pressões numa mesma linha controladas pelo mesmo 
instrumento.
• Pressostato de 2 contatos - atua independentemente sobre 
dois limites de uma mesma fonte de pressão, abrindo ou 
fechando dois circuitos elétricos independentes por meio da 
ação reversível de dois interruptores.
Pressostato
Instrumentação 
Industrial
Nível
Nível
Nível é a altura do 
conteúdo de um 
produto dentro de um 
reservatório;
O conteúdo pode ser 
sólido ou líquido.
Nível
Para que determinamos o nível de um 
reservatório?
• Avaliar o estoque de tanques de armazenamento;
• Controle de processos contínuos onde existam 
volumes líquidos ou sólidos de acumulação 
temporária, amortecimento, mistura, residência, 
etc.;
• Segurança de alguns processos onde o nível do 
produto não pode ultrapassar uma determinada 
faixa.
Determinação do Volume
Conhecendo-se a área da base do reservatório, tem-se:
V = S . h (fórmula para cilindros em pé)
onde:
V = volume do líquido (m3)
h = altura do líquido (nível) (m)
S = área da base do reservatório(m2)
Nível
h
S
Determinação da Massa
Se for necessário conhecer a massa de produto 
armazenado em kg, podemos utilizar a fórmula abaixo:
M = V . µ
onde:
M = massa do produto (kg)
V = volume do líquido (m3)
µ = massa específica do produto (kg/m3)
Nível
Identificação dos 
Instrumentos de Nível
a) Formas simples
• LG - Visores de nível (“Level glass”);
• LI - Indicadores de nível;
• LC - Controladores de nível;
• LA - Alarmes de nível.
b) Formas compostas
• LIC - Indicadores-controladores de níveis;
• LRC - Registradores-controladores.
c) Formas especiais
• LCV - Válvulas controladoras de nível.
Métodos de Medição de Nível de Líquido 
Os três métodos básicos de medição de nível 
são:
• Direto
• Indireto
• Descontínuo ou Discreto (Chaves de Nível)
Medição de Nível
Medição Direta
É a aquela cujo mecanismo ou elemento de medição 
tem contato direto com a substância a ser medida e 
toma como referência a posição vertical da 
superfície superior da substância medida;
Neste tipo de medição podemos utilizar:
• Visores de nível; � Apalpadores;
• Boias ou flutuadores;
• Eletrodos de contato.
Nível
Medição Direta com Visores
• Principio dos vasos comunicantes.
• Utiliza tubulação ou placas de vidros 
para a visualização direta;
• Indicação local;
• Possui válvula de bloqueio e válvula 
de dreno para limpeza;
• Utilizado em tanques abertos ou 
fechados;
• Tipos: Tubular e Plano
Nível
� Estes visores são normalmente fabricados com 
tubos de vidro retos com paredes de espessuras 
adequada a cada aplicação;
� Estes tubos são fixados entre duas válvulas de 
bloqueio de desenho especial através de união e 
juntas de vedação apropriadas a cada 
especificação de projetos;
� O comprimento e o diâmetro do tubo irão 
depender das condições a que estará submetido 
o visor, porém convêm observar que os mesmos 
não suportam altas pressões e temperaturas; 
Visores de Nível Tubular
� Para proteção do tubo de vidro contra 
eventuais choques externos, são 
fornecidas hastes protetoras metálicas 
colocadas em torno do tubo de vidro ou 
com tubos ou chapas plástica envolvendo 
o mesmo.
� De maneira geral, esse tipo de visor tem 
grandes limitações de uso devido a sua 
fragilidade a altas pressões e 
temperaturas e choques mecânicos.
Visores de Nível Tubular
� Os vidros planos substituíram, ao longo 
dos anos, quase a totalidade dos visores 
tubulares. Atualmente, os visores 
planos representam cerca de 90% das 
aplicações de visores de nível em 
plantas industriais;
� São compostos de um ou vários 
módulos onde se fixam barras planas de 
vidro. Estes módulos são conhecidos 
como seções dos visores;
Visores de Nível Plano
� Apesar da diversidade de modelos e 
fabricantes, cada seção apresenta uma altura 
variando de 100 a 350 mm e, dependendo do 
desnível a ser medido, os visores podem ser 
compostos de várias seções (visor multisseção);
� São utilizados dois tipos de vidro: o liso 
transparente e o tipo reflex que fabricado com 
a parte interna composta de ranhuras 
prismáticas a 45º. Deste modo através da lei 
óticas da reflexão a parte com líquido terá uma 
aparência prata brilhante e a parte com gás 
ficará negra.
Visores de Nível Plano
Nível
Medição Direta com Boias
• Baseia-se na mudança de altura de um flutuador 
colocado na superfície do líquido;
• Seu movimento transmite de forma contínua 
através de um sistema 
com pêndulo e régua, a 
altura efetiva do 
fluido dentro do 
recipiente.
Nível
Medição Direta com Boias
Medição Direta com Boias
• Como variante do sistema anterior existem medidores 
em que a corrente ou cabo metálico é substituído por 
um eixo que atravessa o tanque e desloca um ponteiro 
utilizando também um contrapeso;
• O conjunto, então, pode ficar encerrado em caixa 
estanque e a medição é automática.
Nível
Medidor de Boia e alavanca
• São indicados para reservatórios de baixa altura, em 
tanques retangulares (tanques de combustíveis de 
automóveis) ou tanques cilíndricos, pois o movimento 
da haste da boia descreve uma linha curva, que precisa 
ser linearizada quando da transformação em sinal 
elétrico;
Nível
Nível
Medidor de Boia e alavanca
• A indicação pode ser feita junto ao tanque, ou com 
transmissão utilizando cabos ou alavancas 
articuladas;
• A conversão em 
sinal elétrico pode 
utilizar potenciômetros resistivos, 
que acoplados ao sistema de giro 
da boia, varia a sua resistência e o 
sinal gerado;
Nível
Medição Direta com Boias - Magnético
• Um ímã integrado a boia permite a visualização do 
nível de um tanque ou vaso através da atração de 
elementos 
magnéticos;
• Para tanques 
fechados com alta 
pressão.
Nível
Medição Direta com Apalpadores (YoYo)
• São sistemas eletromecânicos 
robustos para a medição de 
nível em silos, tanques ou 
reservatórios de produtos 
sólidos;
• Consiste de um peso (apalpador) 
que fica pendurado por um 
cabo e este ligado a um motor 
que o enrola quando perde tensão.
Nível
Medição Direta com Apalpadores (YoYo)
• Quando o peso atinge a superfície do produto, o cabo 
afrouxa, e é acionada a reversão do motor, enrolando-o.
• O comprimento do cabo é inversamente proporcional a 
altura do nível do produto. A conversão é feita através 
da contagem do número de rotações que o cabo 
desenvolveu.
• São indicados onde à presença de gases, vapores, poeira 
ou espuma é crítica. Em silos/tanques de alturas 
elevadas ou ainda em locais onde os medidores 
ultrassônicos não possam ser aplicados.
Nível
Medição Direta com Eletrodos de Contato
• Este tipo de medição é aplicável em fluidos 
condutivos, não corrosivos e livres de partículas em 
suspensão.
• A sonda de medição é formada por 
um ou mais eletrodos montados 
verticalmente do topo para dentro do 
reservatórioe é alimentado com tensão 
alternada de baixo valor (~10V);
• A corrente elétrica circulante é 
proporcional à parcela do eletrodo 
imersa no fluido.
Medição Indireta
• Para determinação do nível é utilizada uma outra 
variável ou propriedade física como: pressão, 
empuxo, radiação e propriedades elétricas. 
Nível
Medição por Pressão (Hidrostático)
Neste tipo de medição usamos a pressão exercida pela 
altura da coluna líquida, para medirmos indiretamente o 
nível, como mostra abaixo o Teorema de Stevin:
P = h . d
Onde:
P = Pressão em mm H2O.
h = nível em mm.
d = densidade relativa do líquido em 
relação a água na temperatura 
ambiente.
Medição de Nível
Em tanques pressurizados 
para se medir o nível é 
necessário diminuir a 
pressão exercida na 
superfície superior do 
líquido da pressão do 
fundo do tanque, por isso 
é utilizado um sensor de 
pressão diferencial
Medição por Pressão Diferencial 
(Tanques fechados e pressurizados)
Medição de Nível
Medição Indireta com Borbulhador 
20% a mais que a máxima pressão hidrostática 
exercida pelo líquido 
Válvula 
agulha
Medição de Nível
Com o sistema de borbulhador podemos detectar o nível de 
líquidos viscosos, corrosivos, bem como de quaisquer líquidos 
à distância.
Válvula 
Reguladora 
de pressão
• Aplicáveis na presença de líquidos corrosivos, viscosos 
ou que se solidificam a temperatura ambiente (tanque 
aquecido);
• O ar é injetado no tanque a uma pressão pouco 
superior (aproximadamente 20% acima) a pressão 
hidrostática do tanque que correspondente ao nível 
máximo;
• O ar é continuamente introduzido na parte superior de 
um tubo mergulhado e sai em borbulhas pela sua 
extremidade inferior;
Medição Indireta com 
Borbulhador 
• A vazão de ar é ajustada por uma válvula de agulha 
até que se observe a formação de bolhas em 
pequenas quantidades, havendo então, um 
borbulhamento sensível no líquido em medição;
• No outro braço da tubulação é instalado um 
manômetro que indicará o valor da pressão devido 
ao peso da coluna líquida;
• Com o uso de um manômetro, o nível pode ser 
obtido por uma equação;
Medição Indireta com 
Borbulhador 
Medição Indireta com 
Borbulhador 
Medição Indireta por 
Empuxo
O sistema de medição por flutuadores segue o “Princípio de 
Archimedes”:
“Todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de uma 
força vertical dirigida de baixo para cima”.
Esta força exercida pelo fluído do corpo nele 
submerso ou flutuante chamamos de empuxo.
E = V . δδδδ
onde:
E = empuxo
V = volume
δδδδ = peso específico do líquido
Medição Indireta por 
Empuxo
• Neste sistema, um elemento (flutuador) com 
densidade maior que o líquido cujo nível se deseja 
medir é suspenso por uma mola, um dinamômetro 
ou uma barra de torção;
• À medida que o nível do líquido aumenta, o peso 
aparente do flutuador diminui, fazendo atuar o 
mecanismo de indicação ou de transmissão;
• Entretanto, para o uso adequado desse medidor, a 
densidade do líquido deve ser conhecida e 
constante.
Medição Indireta por 
Empuxo
• Também conhecidos como Displacer
(Deslocamento Variável);
• Nesse tipo de medidor, não há praticamente 
movimento físico do flutuador (que se encontra 
totalmente submerso);
• Utilizado em medição de interfaces. A medida 
que a interface se desloca, o peso “aparente” do 
deslocador se modifica.
Medição Indireta por 
Empuxo
• Limitações: 
− Fluidos Agressivos (contato direto com o fluido);
− Range de Medição até 3 metros;
− O peso do deslocador deve ser suficiente para submergir na 
mais alta densidade de operação.
• Vantagens em relação a boia:
− Maior faixa de medição;
− Calibração mais fácil;
− Menor probabilidade de alarme falso devido a turbulências 
pois o cabo está sob constante tensão mecânica.
Nível
Medição de Nível por Radiação (raios gamas) 
• O sistema de medição por radiação consiste em 
uma fonte de emissão de raios gamas montada 
verticalmente na lateral do tanque e um sensor do 
outro lado do tanque formando assim uma 
câmara de ionização que 
transforma a radiação 
gama recebida em um sinal 
elétrico de corrente contínua. 
Características:
• Alto poder de penetração;
• A radiação captada pelo receptor é inversamente 
proporcional ao nível do líquido do tanque, já que o 
material bloqueia parte da energia emitida;
• Sem contato com fluido;
• Utilizado para líquidos e sólidos;
• Requer licença legal.
Medição de Nível por 
Radiação
Medição de Nível por 
Radiação
• Capacitância é uma grandeza 
elétrica que existe entre 2 
superfícies condutoras isoladas 
entre si;
• O medidor de nível capacitivo 
mede as capacitância formada 
entre o eletrodo submergido no 
líquido em relação as paredes do 
tanque;
• A capacitância do conjunto 
depende do nível do líquido. 
Nível
Medidor de Nível Capacitivo
Com o nível do tanque aumentando, o valor da 
capacitância aumenta progressivamente a medida que 
o ar é substituído pelo líquido a medir.
Com contato Sem contato
Medidor de Nível 
Capacitivo
Características
• Disponíveis para condições críticas de temperatura e 
pressão ou aplicações pesadas como minérios, brita, 
entre outros; 
• São extremamente versáteis, podendo ser utilizados 
com os mais variados produtos : 
– líquidos condutivos ou não, 
viscosos e agressivos;
– materiais granulados, pós;
– polpas.
• Não apresentam partes móveis;
Medidor de Nível 
Capacitivo
Nível
Medição de Nível por Pesagem
• À medida que o nível de produto se eleva, o tanque 
(reservatório) fica mais pesado, tendo então uma 
relação direta com o nível do produto.
• São utilizadas células de 
carga, que executam a 
pesagem e dão suporte 
ao reservatório.
Nível
Medição de Nível por Ultrassom
O ultrassom é uma onda sonora, cuja 
frequência de oscilação é maior que 
aquela sensível pelo ouvido humano, 
isto é, acima de 20 Khz.
A geração ocorre quando uma força 
externa excita as moléculas de um 
meio elástico, esta excitação é 
transferida de molécula a molécula 
do meio, com uma velocidade que depende da elasticidade e 
inércia das moléculas;
A propagação do ultrassom depende, portanto, do meio.
Nível
Medição de Nível por Ultrassom
As ondas de ultra-som são geradas pela excitação elétrica 
de materiais piezelétricos;
A característica marcante desses materiais é a produção 
de um deslocamento quando aplicamos uma tensão. 
Assim sendo, eles podem ser usados como geradores de 
ultra-som, compondo, portanto, os transmissores;
Inversamente, quando se aplica uma força em um material 
piezelétrico, resulta o aparecimento de uma tensão no seu 
terminal elétrico. Nesta modalidade, o material 
piezelétrico é usado como receptor de ultra-som.
Nível
Medição de Nível por Ultrassom
Pela sua estabilidade, o quartzo cultivado é um dos 
materiais mais recomendados para fabricação do 
sensor transdutor.
A excitação destes transdutores pode ser realizada de 
três maneiras:
• Por pulso;
• Por onda contínua;
• Trens de onda.
Nível
Medição de Nível por Ultrassom
• Dependendo do meio, 
faremos a distinção da 
propagação nos sólidos, 
líquidos e gases. 
• Assim sendo, a velocidade 
do som é a base para a 
medição através da técnica 
de eco, usada nos 
dispositivos ultrassônicos. 
Características
• O sensor não entra em contato com o fluido sendo, 
portanto, indicadopara medição de fluidos agressivos;
• Melhores condições de operação com um meio de 
propagação limpo e sem obstruções;
• Obstáculos no interior do reservatório poderão causar 
erros na medição (agitadores, boias, etc);
• Depende da temperatura do meio gasoso que se 
propaga, portanto, pode ser necessário o uso de 
compensação de temperatura na velocidade de 
propagação ao inferirmos o nível;
Medição de Nível por 
Ultrassom
Características
• Se a superfície líquida for turbulenta ou coberta com 
espuma, a reflexão do sinal pode acontecer antes de 
incidir sobre o nível propriamente, gerando um erro 
de medição;
• A presença de partículas sólidas na fase gasosa pode 
prejudicar a leitura devido a dispersão do sinal em 
sua trajetória;
• O medidor ultrassônico necessita de ar ou de outro 
gás como meio de transmissão (não se propaga no 
vácuo).
Medição de Nível por 
Ultrassom
Medição de Nível por 
Ultrassom
• Medidor com funcionamento similar ao 
ultrassônico porém com frequência de 
onda maior;
• Possui uma antena cônica que emite 
impulsos eletromagnéticos de alta 
frequência à superfície a ser detectada.
• A distância entre a antena e a superfície 
a ser medida será, então, calculada em 
função do tempo de atraso entre a 
emissão e a recepção do sinal.
Nível
Medição de Nível por Radar
• Esta frequência gerada dependendo do 
tipo utilizado (frequência modulada, 
onda guiada) é da ordem de 8,5 a 24 
Ghz.
• Esta técnica pode ser aplicada com 
sucesso na medição de nível por ser 
imune a efeitos provocados por gases, 
pó, e espuma entre a superfície e o 
detector;
• Possui custo relativamente alto;
Nível
Medição de Nível por Radar
Nível
Medidores descontínuos (Chaves de Nível)
• Estes medidores são 
empregados para 
fornecer indicação 
apenas quando o nível 
atinge certos pontos 
desejados, como, por 
exemplo, em sistemas 
de alarme e segurança 
de nível alto ou baixo.
• Boia que flutua acompanhando o nível ou 
interface de dois produtos em um tanque 
com diferentes densidades.
• Montagem lateral ou de topo.
• Indicação ON-OFF
Chaves de Nível
Chaves de Nível Tipo Boia
Principio de Funcionamento: 
Quando a interface ou nível do produto atinge o 
sensor, ocorre mudança de vibração do mesmo, 
atuando uma chave.
Medidor de Vibração
Chaves de Nível
• Uma membrana (diafragma) é pressionada pelo 
material, e aciona uma micro-chave utilizada para 
controle ou sinalização do nível onde está situado o 
controlador.
Chave por Diafragma
Chaves de Nível
• As pás rotativas são acionadas por um motor 
síncrono de baixa rotação e torque. Na ausência de 
produto as pás giram livremente, quando o nível de 
produto atinge as pás elas param, um sistema 
eletromecânico é acionado e desliga o motor.
• Quando o nível do produto 
diminui, as pás ficam livres, e o 
sistema aciona novamente o 
motor.
Chave por Pás rotativas
Chaves de Nível
• Nos líquidos que conduzem eletricidade, podemos 
mergulhar eletrodos metálicos de comprimento 
diferente;
• Quando houver condução 
entre os eletrodos, teremos a 
indicação de que o nível 
atingiu a altura do último 
eletrodo alcançado pelo 
líquido.
Eletrodos de Condutividade
Chaves de Nível
• Medição Contínua ou Descontínua;
• Sólidos ou líquidos;
• Com transmissão para sistema de controle;
• Tipo e dimensões do reservatório;
• Local da instalação;
• Pressão e Temperatura de trabalho;
• Agressividade do fluido.
Parâmetros para a seleção do Medidor
Nível
Malha de 
Controle de 
Nível –
Exemplo:
Analisadores de Gases 
Industriais
Analisadores de Gases Industriais
Instrumentos relativamente sofisticados, de operação 
automática e independente, que tem a finalidade de 
medir a concentração de um gás em uma 
determinada amostra do processo. Os tipos mais 
comuns para aplicação industrial, são:
�Analisadores de Gases por Condutibilidade Térmica
�Analisadores por Absorção de Raios Infravermelhos
Analisadores de Gases
Analisador por Condutibilidade Térmica
�O analisador por condutibilidade térmica é um 
instrumento analítico industrial, que permite 
determinar a concentração de um gás em uma 
mistura gasosa. A condutibilidade térmica de um 
gás é uma grandeza física específica dele.
�De modo que, quando uma mistura gasosa for 
composta de dois componentes, pode-se conhecer 
a concentração de cada um dos componentes 
através dessa propriedade.
Analisadores de Gases
Conceito - A figura abaixo representa um cubo cheio 
de gás, tendo duas superfícies opostas mantidas em 
temperaturas diferentes.
Cubo de gás
Analisadores de Gases por 
Condutibilidade Térmica
Analisadores de Gases por 
Condutibilidade Térmica
• A quantidade de calor, Q, que atravessa o cubo na 
unidade de tempo T, entre as duas superfícies, 
depende dos seguintes fatores:
– diferença de temperatura entre as superfícies: t1 - t2;
– áreas das superfícies - S;
– distância entre as superfícies – D;
– condutibilidade térmica do gás – K.
• Desta forma mantendo os outros parâmetros constantes 
pode-se determinar a concentração do gás a partir da 
variação de temperatura no cubo da amostra.
Analisadores por Absorção de Raios 
Infravermelhos
�O analisador de infravermelho industrial 
é um instrumento analítico, 
que permite determinar, 
quantitativamente, em uma 
mistura de dois ou mais gases, 
um dos componentes.
Analisadores de Gases
Espectro de absorção de 
infravermelho de um 
gás.
�A análise dos gases pelo método de absorção de 
raios infravermelhos utiliza o princípio de que as 
moléculas de um determinado gás absorvem o raio 
infravermelho, e analisa continuamente a variação 
da concentração de um componente específico de 
uma mistura gasosa.
�O princípio de medição é específico para o gás a ser 
analisado, isto é, o instrumento reagirá somente 
quando houver na amostra este gás.
Analisadores de Gases por 
Absorção Infravermelha
�A absorção dos raios infravermelhos é efetuada no 
interior de uma célula provida de janelas que 
permitem a passagem de raios infravermelhos e a 
relação quantitativa entre a absorvidade do 
infravermelho pelas moléculas e a quantidade do gás 
existente numa mistura;
Analisadores de Gases por 
Absorção Infravermelha
� Os analisadores são construídos, geralmente, de modo a 
receberem uma amostra dentro de certas condições 
padronizadas de pressão, temperatura, umidade, poeira 
e corrosividade.
� As condições do gás, dentro do processo, fogem, 
geralmente, dos padrões estabelecidos para o 
analisador;
� Os sistemas de amostragem agem como elo de ligação 
entre o processo e o analisador, transformando uma 
amostra, inicialmente imprópria para análise, em uma 
amostra representativa e perfeitamente mensurável;
Analisadores de Gases 
Sistemas de Amostragem
�É composto por um conjunto de equipamentos e 
acessórios de operação automática, com a finalidade 
de retirar amostras continuamente do processo, 
enviando-as após preparação, ao analisador;
�Os sistemas de amostragem melhoram o 
desempenho de um analisador, fornecendo amostras 
para o analisador à pressão, temperatura, taxa de 
vazão e limpeza ideais, oferecendo:
• Melhor exatidão e confiabilidade de medição
• Redução da manutenção e ampliação da vida útil do 
analisador.
Sistemas de Amostragem
Sistemas de Amostragem
Operação
Adama
Riscos Inerentes às 
Substâncias 
Químicas
Os produtos químicos 
como fatores de risco
• As substâncias químicas podem ser agrupadas, 
segundo suas características de periculosidade, 
em:
asfixiantes