Sistemas de Medição - Prof. Guilherme de Faveri

Sistemas de Medição Prof Guilherme de Faveri Objetivos Aprofundar o conhecimento dos alunos nos diversos tipos de instrumentos de medida enfocando seus princípios de funcionamento aplicações e restrições bem como seus elementos auxiliares tais como registradores e processadores de sinais Ementa Propagação de Incertezas Medições de grandezas mecânicas Transdutores Instrumentação Sistemas de Aquisição de Dados Conversores AD e DA Conteúdo Programático Introdução Propagação de Incertezas Circuitos e Medições Elétricas Eletrônica Analógica Amplificadores Operacionais Circuitos de condicionamento de sinais Pontes Filtros Conversores Medição de Grandezas Mecânicas Deslocamento Deformação Massa Força Torque Dinâmica de sistemas de medição Compensação de Erros e Incertezas Características Estáticas e Dinâmicas Bibliografia 1 Doebelin E Measurement Systems Application and Design Ed McGraw Hill 4th Edition 1992 2 Siemens AG Instrumentação Industrial Ed Edgard Blücher Ltda 1976 3 Sirohi RS Krishna HCR Mechanical Measurements Ed John Wiley 1991 4 Bolton Willian Instrumentação Controle São PauloSP Hemus Editora Ltda Avaliações Aulas Práticas Prof José Nilton Martini 50 Relatórios das atividades 25 Projeto Final 25 Aulas Teóricas 50 Avaliação 1 25 Data Proposta 1906 ou 2605 Avaliação 2 25 Data Proposta 30072023 Definição Geral Instrumento de medição Termo utilizado preferencialmente para medidores pequenos portáteis e encapsulados em uma única unidade Sistemas de Medição Usado genericamente para abranger desde medidores simples e compactos até grandes e complexos Aplicações de Instrumentos de Medida Monitoramento de Processos e Operações Experimentos em geral Controle de Processos e Operações Monitoramento de Processo Barômetro Termômetro Anemômetro Experimentação Utilizada na pesquisa e desenvolvimento para obter validação experimental de modelos teóricos ou formulação de relações empíricas Medição de frequência natural de vibração Medição de deslocamento em ensaio de tração Controle de Processo A automação depende de instrumentos de medida para modificar as variáveis do processo Quanto mais precisos e rápidos forem os resultados das medidas mais precisos poderão ser os ajustes feitos pelo controlador do processo Sistemas de Medição Elementos Constitutivos Transdutor ou sensor elemento de detecção que produz um sinal relacionado com a quantidade que está sendo medida Condicionador de sinais elemento que converte o sinal do sensor em outra forma na qual possa ser indicado Mostrador ou elemento de Registro elemento que possibilita que o sinal seja conhecido e interpretado Fonte de energia elemento de alimentação para os demais elementos do sistema que também pode causar distúrbios na medição Sistemas de Medição Entrada grandeza sendo medida Sinal Transdutor ou sensor Indicador ou Registrador Condicionador de Sinais Fonte de energia Sinal Leitura SensorTransdutor Tomada de impulso Elemento sensível que esteja em contato com o meio que se deseja medir a grandeza Pode converte uma forma de energia em outra A conversão é utilizada para medidas diretas ou indiretas de quantidades físicas Sensores com saída elétrica Sensor Característica Resistivo Convertida em variação de resistência Indutivo Convertida em variação de indutância Capacitivo Convertida em variação de capacitância Fotocondutivo Variação da condutância inverso da resitência quando ocorre variação da incidência de luz Fotovoltaico Convertida em uma variação de voltagem quando dois materiais fotovoltaicos são iluminados Piezoelétrico Converte variação de carga elétrica em esforço mecânico e o oposto Potenciométrico Converte a posição de um contato móvel em variação de resistência Condicionadores de Sinais Converte o sinal de um sensor em uma forma diferente que pode ser medida ou indicada Muitos sensores produzem sinais de intensidade muito baixa que não estão na forma adequada para serem registrado Permitem eliminar ruídos ou perturbações indesejadas Unidade de Tratamento de Sinais Indicadores e Registradores Adequa o sinal para a percepção de um observador ou para registro Sinal Analógico Sinal proveniente de dispositivos analógicos Em geral são sinais contínuos Ex Sinal Analógico Vantagens Custo menos elevado que sistemas de medição digitais Desvantagens Tempo de leitura elevado Técnicas construtivas delicadas O envelhecimento e funcionamento das especificações afetam a exatidão Erro de paralaxe Necessidade de calibração periódica Sinal Digital Sinal discreto no tempo e na amplitude Assume valores finitos Digitalizados a partir de sinais analógicos por Conversores AnalógicoDigital ADC Amostragem Quantização Sinal Digital Sinal Digital Vantagens Pode ser lido e processado por um computador Menos suscetível a ruídos Maior resolução Tempo de leitura baixo Desvantagens Pouco versátil Custo elevado Dependência de fabricante Dinâmica de Sistemas de Medições Velocidade do sistema até atingir o valor do mensurando e comportamento do sistema até atingir o valor do mensurando Sistema de Primeira Ordem Resposta ao Degrau Unitário Sistema de Primeira Ordem Resposta a Rampa Unitária Dinâmica de Sistemas de Medições Dinâmica de Sistemas de Medições Obrigado