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55O Sistema de MediO Sistema de Mediççãoão
Fundamentos de MetrologiaFundamentos de Metrologia
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DefiniDefiniççõesões
Neste texto:Neste texto:Instrumento de mediInstrumento de mediççãoão tem sido preferido tem sido preferido para medidores pequenos, portpara medidores pequenos, portááteis e teis e encapsulados em uma encapsulados em uma úúnica unidade.nica unidade.Sistemas de mediSistemas de mediççãoão tem sido usado tem sido usado genericamente para abranger desde genericamente para abranger desde medidores simples e compactos atmedidores simples e compactos atéé os os grandes e complexos.grandes e complexos.
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5.15.1MMéétodos btodos báásicos de medisicos de mediççãoão
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MMéétodo da comparatodo da comparaççãoão
O valor do mensurando O valor do mensurando éé determinado determinado comparandocomparando--o com um artefato cujo valor de o com um artefato cujo valor de referência referência éé muito bem conhecido.muito bem conhecido.
0
medidas materializadas
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DefiniDefiniççãoão
Medida materializada:Medida materializada:Dispositivo destinado a reproduzir ou Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer, de maneira permanente durante seu fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores conhecidos de uma uso, um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza.dada grandeza.São exemplos: massasSão exemplos: massas--padrão; resistor padrão; resistor eleléétrico padrão; um blocotrico padrão; um bloco--padrão; um padrão; um material de referência.material de referência.
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MMéétodo da indicatodo da indicaççãoão
Mostram um nMostram um núúmero proporcional ao valor mero proporcional ao valor do mesurando.do mesurando.
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MediMediçção diferencialão diferencial
A pequena diferenA pequena diferençça entre o mensurando a entre o mensurando e uma medida materializada e uma medida materializada éé indicada.indicada.
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MediMediçção diferencialão diferencial
base
relógio comparador
0
0
d
padrão peçapadrãopeça
dcoluna
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MediMediçção diferencialão diferencial
zeragemmedição
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característica indicação comparação diferencialvelocidade de medição muito rápido muito lento rápidofacilidade de automação muito fácil muito difícil muito fácilestabilidade com tempo instável muito estável muito estávelcusto moderado a
elevadoelevado moderado
muito usada na indústria
AnAnáálise comparativalise comparativa
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5.25.2MMóódulos bdulos báásicos de um sistema sicos de um sistema
de medide mediççãoão
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MMóódulos bdulos báásicos de um SMsicos de um SM
sistema de medição
transdutor e/ou
sensor
transdutor e/ou
sensor
unidade de
tratamento do sinal
unidade de
tratamento do sinal
dispositivo mostrador
ou registrador
dispositivo mostrador
ou registrador
indicação ou
registromensurando
• em contato com o mensurando
• transformação de efeitos físicos
• sinal fraco
• amplifica potência do sinal do transdutor
• pode processar o sinal
• torna o sinal perceptível ao usuário
• pode indicar ou registrar o sinal
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Dispositivos registradoresDispositivos registradores
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MMóódulos de um SMdulos de um SM
F
d
transdutor
dispositivo mostrador
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MMóódulos de um SMdulos de um SM
F
D
A
transdutordispositivo mostrador
unidade de tratamento de sinais
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MMóódulos de um SMdulos de um SM
PW A
F
N
B14,5 N
ID
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MMóódulos de um SMdulos de um SM
transdutor
unidade de tratamento do sinal
dispositivo mostrador
força
deslocamento
indutância
tensão
TENSÃO
indicação
mola
N/B
PW
A
ID
sinal de medição
sensor
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5.35.3CaracterCaracteríísticas sticas metrolmetrolóógicasgicas dos dos
sistemas de medisistemas de mediççãoão
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Quanto Quanto àà faixa de utilizafaixa de utilizaçção...ão...
Faixa de indicaFaixa de indicaççãoãointervalo compreendido entre o menor e o intervalo compreendido entre o menor e o maior valor que pode ser indicado. maior valor que pode ser indicado.
faixa de indicação
3 dígitos
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Quanto Quanto àà faixa de utilizafaixa de utilizaçção...ão...Faixa nominalFaixa nominal
faixa ativa selecionada pelo usufaixa ativa selecionada pelo usuáário.rio.
Faixa de mediFaixa de mediççãoãofaixa de valores do mensurando para a faixa de valores do mensurando para a qual o sistema de mediqual o sistema de mediçção foi desenhado ão foi desenhado para operar.para operar.
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ExemploExemplo
4 dígitos0 a 1000 V0 a 200 V0 a 20 V0 a 2 V
0 a 200 mV
Faixas nominais
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Quanto Quanto àà indicaindicaçção ...ão ...
Valor de uma divisão (da escala)Valor de uma divisão (da escala)diferendiferençça entre os valores da escala a entre os valores da escala correspondentes correspondentes àà duas marcas sucessivas.duas marcas sucessivas.
00 11 22 33 44
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Quanto Quanto àà indicaindicaçção ...ão ...
Incremento digital
1,0
quantidade de açúcar (g)
indicação (g)
2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
1,0
2,0
3,0
4,0
0,00,0
incremento digitalg01234
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Quanto Quanto àà indicaindicaçção ...ão ...ResoluResoluççãoão
éé a menor diferena menor diferençça entre indicaa entre indicaçções que ões que pode ser significativamente percebidapode ser significativamente percebidaNos instrumentos digitais Nos instrumentos digitais éé igual ao igual ao incremento digitalincremento digitalNos instrumentos analNos instrumentos analóógicos pode ser:gicos pode ser:
VDVDVD/2VD/2VD/5VD/5VD/10VD/10
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta
Curva caracterCurva caracteríística de respostastica de resposta
F (N)
d (mm)
T (°C)
R (Ω)
estímulo
resposta
estímulo
resposta
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta
Sensibilidade (constante):Sensibilidade (constante):
0 mm
40 mm400 N
0 mm4 mm
400 N
A B
F (N)
d (mm)
0 400
40
4
B
A
∆ resposta
∆ estímulo
SbB = 0,10 mm/N
∆estimulo∆respostaSb =
SbA = 0,01 mm/N
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta
Sensibilidade (variável): indicador do
fração do volume total
deslocamento do ponteiro (mm)
0 1/4 1/2 1/1
1/40
1/21/1
volume de combustível de um Fusca
θ1
θ2
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/respostaHisterese
0 0
x
estímulo
respostay
y x
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/respostaHisterese
0 0
x
estímulo
respostay
y x
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta
0 0
x
y
y x
estímulo
respostaHisterese
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta
0 0
x
y
y x
estímulo
respostaHisterese
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/respostaHisterese
0 0
x
y
estímulo
resposta
y x
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/respostaHisterese
0 0
x
y
erro de histerese
laço de histereseestímulo
resposta
y x
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RelaRelaçção estão estíímulo/respostamulo/resposta
Tempo de resposta:
tolerância
tempo
resposta
estímulo
tempo de resposta
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Quanto ao erro de mediQuanto ao erro de mediçção ...ão ...
TendênciaTendênciaestimativa do erro sistemestimativa do erro sistemááticotico
CorreCorreççãoãoconstante que, somada constante que, somada àà indicaindicaçção, ão, compensa os erros sistemcompensa os erros sistemááticosticos
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Quanto ao erro de mediQuanto ao erro de mediçção ...ão ...RepetitividadeRepetitividade
faixa dentro da qual faixa dentro da qual éé esperado o erro esperado o erro aleataleatóório em medirio em mediçções repetidas realizadas ões repetidas realizadas nas mesmas condinas mesmas condiçções.ões.
ReprodutibilidadeReprodutibilidadefaixa dentro da qual faixa dentro da qual éé esperado o erro esperado o erro aleataleatóório em medirio em mediçções repetidas realizadas ões repetidas realizadas em condiem condiçções variadas.ões variadas.
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Quanto ao erro de mediQuanto ao erro de mediçção ...ão ...Erro de linearidadeErro de linearidade
estímulo
resposta
d2d1
reta MMQ
EL = máx(d1, d2)
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Quanto ao erro de mediQuanto ao erro de mediçção ...ão ...
Erro máximo:
Erro
Indicação
Td
Re
Re
Emáx
- Emáx
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Quanto a erros de mediQuanto a erros de mediçção ...ão ...
Precisão e exatidãoPrecisão e exatidãosão termos apenas são termos apenas qualitativosqualitativos. Não . Não podem ser associados a npodem ser associados a núúmeros.meros.PrecisãoPrecisão significa significa pouca dispersãopouca dispersão. Est. Estááassociado ao baixo nassociado ao baixo níível de erros vel de erros aleataleatóórios.rios.ExatidãoExatidão éé sinônimo de sinônimo de ““sem errossem erros””. Um . Um sistema de medisistema de mediçção com grande exatidão ão com grande exatidão apresenta pequenos erros sistemapresenta pequenos erros sistemááticos e ticos e aleataleatóórios.rios.
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5.45.4RepresentaRepresentaçção absoluta e relativaão absoluta e relativa
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RepresentaRepresentaçção absolutaão absoluta
Parâmetros expressos na unidade do Parâmetros expressos na unidade do mensurando:mensurando:
EEmmááxx = 0,003 V= 0,003 VRe = 1,5 KRe = 1,5 KSb = 0,040 mm/NSb = 0,040 mm/N
ÉÉ de percepde percepçção mais fão mais fáácil.cil.
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RepresentaRepresentaçção relativa ou ão relativa ou fiducialfiducial
Parâmetro Parâmetro éé expresso como um expresso como um percentual de um valor de referênciapercentual de um valor de referência
Em relaEm relaçção ao valor final de escala (VFE)ão ao valor final de escala (VFE)EEmmááxx = 1% do VFE= 1% do VFEEL = 0,1% (do VFE)EL = 0,1% (do VFE)
Em relaEm relaçção ão àà faixa de indicafaixa de indicaççãoãoEm relaEm relaçção ao valor nominal (medidas ão ao valor nominal (medidas materializadas)materializadas)
Facilita comparaFacilita comparaçções entre SM distintosões entre SM distintos