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Slides baseados no livro FMCI - Professor Armando Albertazzi
O Sistema de MediçãoO Sistema de MediçãoFundamentos da Metrologia Fundamentos da Metrologia
Científica e IndustrialCientífica e Industrial
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 2/42)
DefiniçõesDefinições
Neste texto:Neste texto: Instrumento de mediçãoInstrumento de medição tem sido preferido tem sido preferido
para medidores pequenos, portáteis e para medidores pequenos, portáteis e encapsulados em uma única unidade.encapsulados em uma única unidade.
Sistemas de mediçãoSistemas de medição tem sido usado tem sido usado genericamente para abranger desde genericamente para abranger desde medidores simples e compactos até os medidores simples e compactos até os grandes e complexos.grandes e complexos.
Slides baseados no livro FMCI - Professor Armando Albertazzi
Métodos básicos de mediçãoMétodos básicos de medição
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 4/42)
Método da comparaçãoMétodo da comparação
O valor do mensurando é determinado O valor do mensurando é determinado comparandocomparando--o com um artefato cujo valor de o com um artefato cujo valor de referência é muito bem conhecido.referência é muito bem conhecido.
0
medidas materializadas
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 5/42)
DefiniçãoDefinição
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 elétrico padrão; um blocoelétrico padrão; um bloco--padrão; um padrão; um material de referência.material de referência.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 6/42)
Método da indicaçãoMétodo da indicação
Mostram um número proporcional ao valor Mostram um número proporcional ao valor do mesurando.do mesurando.
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 7/42)
Medição diferencialMedição diferencial
A pequena diferença entre o mensurando A pequena diferença entre o mensurando e uma medida materializada é indicada.e uma medida materializada é indicada.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 8/42)
Medição diferencialMedição diferencial
base
coluna
relógio comparador
0
0
d
padrão peçapadrãopeça
d
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 9/42)
Medição diferencialMedição diferencial
zeragemmedição
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 10/42)
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
Análise comparativaAnálise comparativa
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Módulos básicos de um sistema Módulos básicos de um sistema de mediçãode medição
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 12/42)
Módulos básicos de um SMMódulos básicos de um SM
transdutor e/ou
sensor
unidade de tratamento
do sinal
dispositivo mostrador
ou registrador
indicação ou
registromensurando
sistema de medição
• 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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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 13/42)
Dispositivos registradoresDispositivos registradores
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 14/42)
Módulos de um SMMódulos de um SM
F
d
transdutor
dispositivo mostrador
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 15/42)
Módulos de um SMMódulos de um SM
F
D
A
transdutordispositivo mostrador
unidade de tratamento de sinais
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 16/42)
Módulos de um SMMódulos de um SM
PW A
F
N
B14,5 N
ID
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 17/42)
transdutor
unidade de tratamento do sinal
dispositivo mostrador
Módulos de um SMMódulos de um SM
força
deslocamento
indutância
tensão
TENSÃO
indicação
mola
N/B
PW
A
ID
sinal de medição
sensor
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Características metrológicas dos Características metrológicas dos sistemas de mediçãosistemas de medição
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 19/42)
Quanto à faixa de utilização...Quanto à faixa de utilização...
Faixa de indicaçãoFaixa de indicação intervalo 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
4 dígitos
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 20/42)
Quanto à faixa de utilização...Quanto à faixa de utilização... Faixa nominalFaixa nominal
faixa ativa selecionada pelo usuário.faixa ativa selecionada pelo usuário.
Faixa de mediçãoFaixa de medição faixa de valores do mensurando para a faixa de valores do mensurando para a
qual o sistema de medição foi desenhado qual o sistema de medição foi desenhado para operar.para operar.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 21/42)
ExemploExemplo
3½dígitos0 a 1000 V
0 a 200 V0 a 20 V0 a 2 V
0 a 200 mV
Faixas nominais
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 22/42)
Quanto à indicação ...Quanto à indicação ...
Valor de uma divisão (da escala)Valor de uma divisão (da escala) diferença entre os valores da escala diferença entre os valores da escala
correspondentes à duas marcas sucessivas.correspondentes à duas marcas sucessivas.
00 11 22 33 44
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 23/42)
Quanto à indicação ...Quanto à indicação ...
g
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 digital01234
Incremento digital
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 24/42)
Quanto à indicação ...Quanto à indicação ... ResoluçãoResolução
é a menor diferença entre indicações que é a menor diferença entre indicações que pode ser significativamente percebidapode ser significativamente percebida
Nos instrumentos digitais é igual ao Nos instrumentos digitais é igual ao incremento digitalincremento digital
Nos instrumentos analógicos pode ser:Nos instrumentos analógicos pode ser: VDVD VD/2VD/2 VD/5VD/5 VD/10VD/10
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 25/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
F (N)
d (mm)
estímulo
resposta
T (°C)
R ()
estímulo
resposta
Curva característica de respostaCurva característica de resposta
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 26/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/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
SbA = 0,01 mm/N SbB = 0,10 mm/N
ΔestimuloΔrespostaSb
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 27/42)
fração do volume total
deslocamento do ponteiro (mm)
0 1/4 1/2 1/1
1/40
1/21/1
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
Sensibilidade (variável): indicador do volume de combustível de um Fusca
1
2
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 28/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
0 0
x
y
y x
estímulo
resposta
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 29/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
0 0
x
y
y x
estímulo
resposta
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 30/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
0 0
x
y
y x
estímulo
resposta
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 31/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
0 0
x
y
y x
estímulo
resposta
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 32/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
0 0
x
y
y x
estímulo
resposta
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 33/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
0 0
x
y
y x
erro de histerese
laço de histereseestímulo
resposta
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 34/42)
Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
Tempo de resposta:
tolerância
tempo
resposta
estímulo
tempo de resposta
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 35/42)
Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ...
TendênciaTendência estimativa do erro sistemáticoestimativa do erro sistemático
CorreçãoCorreção constante que, somada à indicação, constante que, somada à indicação,
compensa os erros sistemáticoscompensa os erros sistemáticos
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 36/42)
Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ... RepetitividadeRepetitividade
faixa dentro da qual é esperado o erro faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas realizadas aleatório em medições repetidas realizadas nas mesmas condições.nas mesmas condições.
ReprodutibilidadeReprodutibilidade faixa dentro da qual é esperado o erro faixa dentro da qual é esperado o erro
aleatório em medições repetidas realizadas aleatório em medições repetidas realizadas em condições variadas.em condições variadas.
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 37/42)
Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ... Erro de linearidadeErro de linearidade
estímulo
resposta
d2d1
reta MMQ
EL = máx(d1, d2)
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 38/42)
Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ...
Erro máximo:
Erro
Indicação
Es
Re
Re
Emáx
- Emáx
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 39/42)
Quanto a erros de medição ...Quanto a erros de medição ...
Precisão e exatidãoPrecisão e exatidão são termos apenas são termos apenas qualitativosqualitativos. Não . Não
podem ser associados a números.podem ser associados a números. PrecisãoPrecisão significa significa pouca dispersãopouca dispersão. Está . Está
associado ao baixo nível de erros associado ao baixo nível de erros aleatórios.aleatórios.
ExatidãoExatidão é sinônimo de “é sinônimo de “sem errossem erros”. Um ”. Um sistema de medição com grande exatidão sistema de medição com grande exatidão apresenta pequenos erros sistemáticos e apresenta pequenos erros sistemáticos e aleatórios.aleatórios.
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Slides baseados no livro FMCI - Professor Armando Albertazzi
Representação absoluta e relativaRepresentação absoluta e relativa
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 41/42)
Representação absolutaRepresentação absoluta
Parâmetros expressos na unidade do Parâmetros expressos na unidade do mensurando:mensurando: EEmáxmáx = 0,003 V= 0,003 V Re = 1,5 KRe = 1,5 K Sb = 0,040 mm/NSb = 0,040 mm/N
É de percepção mais fácil.É de percepção mais fácil.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 42/42)
Representação relativa ou Representação relativa ou fiducialfiducial
Parâmetro é expresso como um Parâmetro é expresso como um percentual de um valor de referênciapercentual de um valor de referência Em relação ao valor final de escala (VFE)Em relação ao valor final de escala (VFE)
EEmáxmáx = 1% do VFE= 1% do VFE EL = 0,1% (do VFE)EL = 0,1% (do VFE)
Em relação à faixa de indicaçãoEm relação à faixa de indicação Em relação ao valor nominal (medidas Em relação ao valor nominal (medidas
materializadas)materializadas)
Facilita comparações entre SM distintosFacilita comparações entre SM distintos
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