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Características de Instrumentos de Medição: Exigências Especiais em Transmissão de Sinais, Resumos de Medição Eletrônica e Instrumentação

Universidade Federal de Uberlândia (UFU)Medição Eletrônica e Instrumentação

Informações sobre diferentes tipos de transmissão de sinais em instrumentos de medição, suas vantagens e desvantagas, além de exigências especiais em instalações localizadas em áreas de riscos. O texto aborda a comunicação entre elementos transmissor e receptor, características estáticas e dinâmicas de instrumentos, erros de medição, exatidão e precisão, zona morta, histerese, linearidade, sensibilidade, calibração, deriva de zero e deriva de sensibilidade, tolerância e tempo de vida.

Tipologia: Resumos

2021

Compartilhado em 28/02/2022

dhebora-sayonara-de-morais-severo
dhebora-sayonara-de-morais-severo 🇧🇷

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Prof. Dhébora Sayonara Página 6
Exige utilização de instrumentos e cuidados especiais em instalações localizadas
em áreas de riscos.
Exige cuidados especiais na escolha do encaminhamento de cabos ou fios de
sinais.
Os cabos de sinal devem ser protegidos contra ruídos elétricos.
TIPO DIGITAL
el medida são enviados para uma
estação receptora, através de sinais digitais modulados e padronizados. Para que a
comunicação entre o elemento transmissor e receptor seja realizada com êxito é
Vantagens
Não necessita ligação ponto a ponto por instrumento.
Pode utilizar um par trançado ou fibra óptica para transmissão dos dados.
Imune a ruídos externos.
Permitem configuração, diagnósticos de falha e ajuste em qualquer ponto da
malha.
Menor custo final.
Desvantagens
Existência de vários protocolos no mercado, o que dificulta a comunicação entre
equipamentos de marcas diferentes.
Caso ocorra rompimento no cabo de comunicação pode-se perder a informação
e/ou controle de várias malha.
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 freqüência específica.
Vantagens
Não necessita de cabos de sinal.
Podem-se enviar sinais de medição e controle de máquinas em movimento.
Desvantagens
Alto custo inicial.
Necessidade de técnicos altamente especializados.
VIA MODEM
A transmissão dos sinais é feita através de utilização de linhas telefônicas pela
modulação do sinal em freqüência, fase ou amplitude.
Vantagens
Baixo custo de instalação.
Podem-se transmitir dados a longas distâncias.
Desvantagens
Necessita de profissionais especializados.
Baixa velocidade na transmissão de dados.
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Baixe Características de Instrumentos de Medição: Exigências Especiais em Transmissão de Sinais e outras Resumos em PDF para Medição Eletrônica e Instrumentação, somente na Docsity!

Exige utilização de instrumentos e cuidados especiais em instalações localizadas em áreas de riscos. Exige cuidados especiais na escolha do encaminhamento de cabos ou fios de sinais. Os cabos de sinal devem ser protegidos contra ruídos elétricos. TIPO DIGITAL el medida são enviados para uma estação receptora, através de sinais digitais modulados e padronizados. Para que a comunicação entre o elemento transmissor e receptor seja realizada com êxito é Vantagens Não necessita ligação ponto a ponto por instrumento. Pode utilizar um par trançado ou fibra óptica para transmissão dos dados. Imune a ruídos externos. Permitem configuração, diagnósticos de falha e ajuste em qualquer ponto da malha. Menor custo final. Desvantagens Existência de vários protocolos no mercado, o que dificulta a comunicação entre equipamentos de marcas diferentes. Caso ocorra rompimento no cabo de comunicação pode-se perder a informação e/ou controle de várias malha. 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 freqüência específica. Vantagens Não necessita de cabos de sinal. Podem-se enviar sinais de medição e controle de máquinas em movimento. Desvantagens Alto custo inicial. Necessidade de técnicos altamente especializados. VIA MODEM A transmissão dos sinais é feita através de utilização de linhas telefônicas pela modulação do sinal em freqüência, fase ou amplitude. Vantagens Baixo custo de instalação. Podem-se transmitir dados a longas distâncias. Desvantagens Necessita de profissionais especializados. Baixa velocidade na transmissão de dados.

Sujeito a interferências externas, inclusive violação de informações.

  1. SISTEMAS DE MEDIÇÃO CARACTERÍSTICAS Os instrumentos são classificados de acordo com suas características estáticas ou dinâmicas. As características estáticas dos instrumentos se referem somente a medidas em regime permanente. As características dinâmicas, no entanto, descrevem o seu comportamento durante o intervalo de tempo em que a grandeza medida varia até o momento em que o seu valor medido é apresentado. Exemplo: A pesagem de alimento no mercado característica estática A vibração de uma máquina característica dinâmica A seguir serão apresentadas as características estáticas dos instrumentos. 2.1 Faixa (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. Se expressa determinando os valores extremos. Exemplo: 100 a 500 m^3 / 0 a 20 psi 2.2 Alcance (span) É a diferença algébrica entre o valor superior e inferior da faixa de medida do instrumento. Exemplo: Um instrumento com range de 100 500 m^3 Seu span é de 400 m^3. 2.3 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 poderá ser positivo ou negativo, dependendo 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 chamada de erro dinâmico.
  • Causado pela influência das variáveis espúrias Erro aleatório: origina-se de variações temporais ou espaciais, estocásticas ou imprevisíveis de grandezas de influências. Embora este erro não possa ser eliminado, o mesmo pode ser reduzido aumentando-se o número de observações. Erro sistemático: origina-se de um efeito reconhecido repetitivo em um valor de medição. Este erro também não pode ser totalmente eliminado, entretanto, pode ser significativamente reduzido se o efeito for quantificado e aplicado um fator de correção.

2.6 Zona Morta É a máxima variação que a variável pode ter sem que provoque alteração na indicação ou sinal de saída de um instrumento. Pode depender da taxa de variação e opcionalmente pode ser ampliada de modo a prevenir variações na resposta para pequenas variações no estímulo. Exemplo: Um instrumento com range de 0 a 200°C e com zona morta de 0,1% do span. 2.7 Histerese Propriedade de um elemento evidenciado pela dependência do valor de saída na história de excursões anteriores, para uma dada excursão da entrada. 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 porcentagem do span do instrumento. Deve-se destacar que a expressão zona morta está incluída na histerese. Exemplo: Num instrumento com range de 100°C a 200°C, sendo sua histerese de ± 0,3 %, o erro será 0,3 % de 100°C = ± 0,3°C. Figura 5 - Representação gráfica Histerese 2.8 Linearidade e não linearidade A Linearidade quantifica quanto à curva entrada x saída se aproxima de uma linha reta. Indica o máximo desvio da função de transferência do instrumento de uma reta de referência média que representa o comportamento do instrumento. É uma característica normalmente desejável onde a leitura de um instrumento é linearmente proporcional à grandeza sendo medida. Aplica-se a sistemas de medição projetados para serem lineares A Não Linearidade, por sua vez, é definida como o máximo desvio de qualquer uma das leituras com relação à reta obtida, e é normalmente expressa como uma percentagem do fundo de escala. Figura 6 - Representação de linearidade

2.9 Sensibilidade do Instrumento A sensibilidade é definida como a resposta de um instrumento de medição dividida pela correspondente variação no estímulo. Sendo assim, a sensibilidade pode ser contabilizada como a inclinação da reta que define a relação entre a leitura e a grandeza medida. Ex1.: A pressão de 2 bar produz uma deflexão de 10 graus em um transdutor de pressão, a sensibilidade do instrumento é 5 graus/bar, desde que a deflexão seja zero quando aplica-se zero bar. Ex2: Uma balança de mola é calibrada em um ambiente à temperatura de 20°C: 2.10 Sensibilidade a distúrbios Toda calibração e especificação de um instrumento é válida somente sob condições controladas de temperatura, pressão, etc. Estas condições ambientais padrão são usualmente definidas na especificação do instrumento. Em função da variação das condições ambientais, certas características estáticas dos instrumentos podem se alterar lentamente. Sendo assim, a sensibilidade a distúrbios é uma medida da extensão destas alterações. Tais variações de condições ambientais podem afetar os instrumentos de duas maneiras, conhecidas como deriva (drift) de zero e deriva de sensibilidade. A deriva de zero descreve o efeito de como a leitura de zero de um instrumento é modificada pela alteração nas condições ambientais. Em um voltímetro, por exemplo, a deriva de zero relacionada a variações de temperatura é dada em volts/oC. Se o zero deste voltímetro é modificado em funções de outras condições ambientais, outros coeficientes deverão ser determinados. A deriva de sensibilidade ou deriva do fator de escala define o quão a sensibilidade de um instrumento varia em função das condições ambientais. As figuras a seguir exemplificam a existência de deriva de zero, deriva de sensibilidade, e os casos onde ambos acontecem, respectivamente.