Www.labmetro.ufsc.br/livroFMCI 4 O Sistema de Medição Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial

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44 O Sistema de Medição O Sistema de Medição

Fundamentos da Metrologia Fundamentos da Metrologia Científica e IndustrialCientífica e Industrial


4.14.1

Métodos básicos de mediçãoMétodos básicos de medição

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 comparando-o com um artefato cujo valor comparando-o com um artefato cujo valor de referência é muito bem conhecido.de referência é muito bem conhecido.

0

medidas materializadas


DefiniçãoDefinição

Medida materializada:Medida materializada: Dispositivo destinado a reproduzir ou Dispositivo destinado a reproduzir ou

fornecer, de maneira permanente fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores durante seu uso, um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza.conhecidos de uma dada grandeza.

São exemplos: massas-padrão; resistor São exemplos: massas-padrão; resistor elétrico padrão; um bloco-padrão; um elétrico padrão; um bloco-padrão; um material de referência.material de referência.


Método da indicaçãoMétodo da indicação

Mostram um número proporcional ao Mostram um número proporcional ao valor do mesurando.valor do mesurando.


Medição diferencialMedição diferencial

A pequena diferença entre o A pequena diferença entre o mensurando e uma medida mensurando e uma medida materializada é indicada.materializada é indicada.



base

coluna

relógio comparador

0

0

d

padrão peçapadrãopeça

d



zeragem

medição


característica indicação comparação diferencial

velocidade 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


4.24.2

Módulos básicos de um Módulos básicos de um sistema de mediçãosistema de medição


Módulos básicos de um SMMódulos básicos de um SM

transdutor e/ou

sensor

transdutor e/ou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador


ou registrador

indicação ou

registro

mensurando

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


Dispositivos registradoresDispositivos registradores


Módulos de um SMMódulos de um SM

F

d

transdutor




F

D

A

transdutordispositivo mostrador

unidade de tratamento de sinais



PW A

F

N

B14,5 N

ID


transdutor

unidade de tratamento do sinal



força

deslocamento

indutância

tensão

TENSÃO

indicação

mola

N/B

PW

A

ID

sinal de medição

sensor


4.34.3

Características metrológicas Características metrológicas dos sistemas de mediçãodos sistemas de medição


Quanto à faixa de utilização...Quanto à faixa de utilização...

Faixa de indicaçãoFaixa de indicação intervalo compreendido entre o menor intervalo compreendido entre o menor

e o maior valor que pode ser indicado. e o maior valor que pode ser indicado.

faixa de indicação

4 dígitos


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 faixa de valores do mensurando para a qual o sistema de medição foi a qual o sistema de medição foi desenhado para operar.desenhado para operar.


ExemploExemplo

3½ dígitos0 a 1000 V

0 a 200 V

0 a 20 V

0 a 2 V

0 a 200 mV

Faixas nominais


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 correspondentes à duas marcas sucessivas.sucessivas.

00 11 22 33 44


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


Quanto à indicação ...Quanto à indicação ... ResoluçãoResolução

é a menor diferença entre indicações é a menor diferença entre indicações que pode ser significativamente que pode ser significativamente percebidapercebida

Nos instrumentos digitais é igual ao Nos instrumentos digitais é igual ao incremento digitalincremento digital Nos instrumentos analógicos pode Nos instrumentos analógicos pode ser:ser:

VDVD VD/2VD/2 VD/5VD/5 VD/10VD/10


Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta

F (N)

d (mm)

estímulo

resposta

T (°C)

R ()

estímulo

resposta

Curva característica de respostaCurva característica de 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

Δestimulo

ΔrespostaSb


fração do volume total

deslocamento do ponteiro (mm)

0 1/4 1/2 1/1

1/4

01/2

1/1


Sensibilidade (variável): indicador do volume de combustível de um Fusca

1

2



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta



0 0

x

y

y x

estímulo

resposta



0 0

x

y

y x

erro de histerese

laço de histereseestímulo

resposta



Tempo de resposta:

tolerância

tempo

resposta

estímulo

tempo de resposta


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


Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ... RepetibilidadeRepetibilidade

faixa dentro da qual é esperado o faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas erro aleatório em medições repetidas realizadas nas mesmas condições.realizadas nas mesmas condições.

ReprodutibilidadeReprodutibilidade faixa dentro da qual é esperado o faixa dentro da qual é esperado o

erro aleatório em medições repetidas erro aleatório em medições repetidas realizadas em condições variadas.realizadas em condições variadas.


Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ... Erro de linearidadeErro de linearidade

estímulo

resposta

d2d1

reta MMQ

EL = máx(d1, d2)


Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ...

Erro máximo:

Erro

Indicação

Es

Re

Re

Emáx

- Emáx


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 associado ao baixo nível de erros Está associado ao baixo nível de erros aleatórios.aleatórios.

ExatidãoExatidão é sinônimo de “ é sinônimo de “sem errossem erros”. ”. Um sistema de medição com grande Um sistema de medição com grande exatidão apresenta pequenos erros exatidão apresenta pequenos erros sistemáticos e aleatórios.sistemáticos e aleatórios.


4.44.4

Representação absoluta e Representação absoluta e relativarelativa


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.


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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