Medidas Elétricas

Madeleine Medrano Castillo AlbertiniFaculdade de Engenharia Elétrica

Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Ementa 1 – Introdução – Conceitos básicos

Algarismos Significativos: algarismo mais significativo, menos significativo e duvidoso

Quantidade de AS Operações matemáticas com AS Notação científica Ordem de grandeza Arredondamento Prefixos métricos: múltiplos e submúltiplos A grafia correta: nomes de unidades, símbolos de unidades, plural Grafia dos números Grafia dos prefixos métricos

2 - Sistema de Unidades de Medidas Unidades Fundamentais e Unidades Derivadas Sistemas de Unidades Sistema Internacional de Unidades Outros Sistemas de Unidades Unidades Elétricas e Magnéticas Conversões de Unidades

Ementa 3 – Medição e Teoria Básica dos Erros

Definições de termos utilizados em metrologia Exatidão e Precisão Tipos de Erros, Erro sistemático, Erro aleatório, Erro de Leitura, Erro

grosseiro Métodos de Medição, Erro absoluto e relativo de medição indireta Análise Estatística: Média aritmética, Desvio da média, Desvio padrão,

Desvio quadrático médio Erro presumível, Probabilidade de Erros, Erros-Limite Análise Estatística: População, Amostra, Distribuição de frequência Propagação de erros Incerteza de medição

4 - Instrumentos Indicadores Eletromecânicos Amperímetro Voltímetro Ohmímetro

Ementa 5 – Instrumentos e Medição de Resistencia e de

Isolamento Medição de resistência

Ohmímetro (serie, paralelo ou shunt) Medição de resistência de isolamento

Megôhmetro a magneto 6 – Instrumentos Analógicos e Digitais

Osciloscópio Multímetro analógico e digital Fasímetro etc

Medir

Medições no dia-a-dia

Potência da lâmpada

Temperatura da geladeira

Volume de leite

Tempo de cozimento

Velocidade do automóvel

Pressão dos pneus

Volume de combustível

Quantidade de arroz

Consumo de energia

Tamanho do peixe

Dimensões das peças

Rotação do motor

Horário do despertador

Comprimento da calça

Importância de medir

"O conhecimento amplo e satisfatório sobre um processo ou fenômeno somente existirá quando for possível medi-lo e expressá-lo através de números".

Lord Kelvin, 1883

Exemplo de medição 1

00 11 22 33 44

2,4 unidades

mensurando

instrumento de medição

indicação

unidade

Exemplo de medição 2

tensão do gerador: 5,305 V

constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/V

Velocidade 5,305 V * 15,080 (km/h)/V = 80,0 km/h

O que é medir?

O que é medir?Medir é o procedimento experimental através do qual o valor momentâneo de uma grandeza física (mensurando) é determinado como um múltiplo e/ou uma fração de uma unidade, estabelecida por um padrão, e reconhecida internacionalmente.

Algumas definições Mensurando é o objeto da medição. É a

grandeza específica submetida a medição.

Indicação é o valor de uma grandeza fornecido por um sistema de medição.

Indicação direta é o número mostrado pelo sistema de medição. A indicação direta pode ou não ser apresentada na unidade do mensurando.

tensão do gerador: 5,305 V

constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/V

Velocidade 5,305 V * 15,080 (km/h)/V = 80,0 km/hM

ensurando

Indicação Direta

Indica

ção

Intrumento

de medição

Medir para que?

Medir para que?Monitorar

Observar passivamente grandezas;

Controlar Observar, comparar e agir para manter dentro

das especificações;

Investigar Descobrir o novo, explicar, formular.

Medir para monitorar... Compra e venda de produtos e serviços:

consumo de água, energia elétrica, taxímetro, combustíveis, etc.

Sinais vitais: pressão arterial, temperatura,

nível de colesterol;

Atividades desportivas: desempenho, recordes;

Medir para monitorar...

Medir para controlar...

Medir

Comparar

Especificações

xxxx ± xx

yyyy ± yy

zzz ± z

Agir

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SCADA

Controle e Operação em tempo real

Sistemas Elétricos de Potencia (SEP) Sistemas Elétricos de Potencia (SEP)

Medir para controlar...

Medir para controlar...

pressão

altitude

temperatura

rota

velocidade

Medir para investigar...

Medir para investigar...

Pequenas diferenças nas medidas podem levar a

conclusões completamente

diferentes.

Medir para investigar... Compreender

Descobertas científicas, estudar fenômenos;

Dominar Validar, know-how;

Evoluir

Melhorar continuamente, expandir limites

Idéia invento

oportunidade

pesquisa aplicada

processos fabricação

ensaiosprototipagem

desenvolvimentoproduçãodesign

plano produção

CQ

marketing

patenteamentocertificação Produto

ServiçoInovador

pesquisa aplicada

processos fabricação

ensaiosprototipagem

desenvolvimentoprodução

plano produção

CQcertificação

Onde tem metrologia?

Elementos da inovação tecnológica

Instrumentos de Medição

Dispositivo usado para fazer a comparação entre a quantidade

medida de uma uma grandeza física e a quantidade padrão

internacional

Instrumento de Medição Em qualquer modo de uso ele não pode, de forma

alguma, alterar o perturbar o corpo ou o sistema sob medida.

Por isso, cada instrumento de medida deve ser projetado e utilizado para sua aplicação especifica, uma vez que, quase sempre, o seu uso para outros fins costuma gerar erro na medida e perturbações no sistema.

Podem ser divididos em dois tipos:

Instrumentos padrão: são projetados para simular ou reproduzir uma grandeza ou uma unidade de medida e seu uso é restrito a laboratórios ou à avaliações de instrumentos de medida.

Pelo fato de serem usados como referencia, são mais bem construídos, mais complexos e requerem condições especiais de uso, manutenção, posicionamento, transporte, montagem etc.

Podem ser divididos em dois tipos:

Instrumentos de medida: são projetados e usados para se obter a medida de uma grandeza. Não tem o grau de sofisticação de um instrumento padrão e, por isso, o seu erro é considerável, normalmente entre +\- 0,5% e +\- 5%

Voltímetros, amperímetros, termômetros, barômetros etc.

Errar é inerente

Medições geram erros

Sistema de medição

men

sura

ndo

indicação

imperfeições do sistema de medição

má definição do mensurando

condições ambientais

influência do operador

± ERROS

procedimento de medição

O processo de medição

Processo de medição

resultado da medição

definição do mensurando

procedimento de medição

condições ambientais

sistema de medição

operador

O resultado da medição

Definição

Conjunto de valores atribuídos a um mensurando, completado por todas as outras informações pertinentes disponíveis.

Resultado da medição

Sistema de medição

men

sura

ndo

indicação

RB +IM-IM

VV

Resultado da medição É a faixa de valores dentro da qual deve se

situar o valor verdadeiro do mensurando.

Resultado base é a estimativa do valor do mensurando que, acredita-se, mais se aproxime do seu valor verdadeiro.

Incerteza da medição é o tamanho da faixa simétrica, e centrada em torno do resultado base, que delimita a faixa onde se situam as dúvidas associadas à medição.

RM = (RB ± IM) unidade

Pilares da Metrologia

Honestidade

Conhecimento

Bom-senso

Distribuição de Pontos 1 prova correspondendo a 70% da nota final;

Listas de Exercícios e atividade em sala de aula correspondendo a 30% de nota.

Presença obrigatória em sala de aula.

Bibliografia Referências Básicas

1. SENRA, RENATO. Instrumentos e Medidas Eletricas, Editora Barauna – São- Paulo 2011. 2. ALBERTAZZI G. JUNIOR, A.; SOUSA, A. R., Fundamentos de Metrologia Científica e Industrial.

Barueri: Manole, 2012.

3. BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO, V. J., Instrumentação e Fundamentos de Medidas, Volume 1. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011.

4. SOISSON, H. E., Instrumentação Industrial. Revisão Técnica: Luis Roberto de Godói Vidal. Curitiba: Hemus, 2002.

Referências Complementares 1. CIPELLI, A. M. V.; MARKUS, O.; SANDRINI, W. J., Teoria e Desenvolvimento de Projetos de Circuitos Eletrônicos. 23

ed. São Paulo: Érica, 2011.

2. FIALHO, A. B., Instrumentação Industrial: Conceitos, Aplicações e Análises. 7. ed. rev. São Paulo: Érica, 2011.

3. IRWIN, J. D.; NELMS, R. M., Análise Básica de Circuitos para Engenharia. Tradução e Revisão Técnica: Fernando Ribeiro da Silva. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, c2010.

4. JOHNSON, D. E.; HILBURN, J. L.; JOHNSON, J. R., Fundamentos de Análise de Circuitos Elétricos. Tradução: Onofre de Andrade Martins e Marco Antonio Moreira de Santis. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.

5. LIRA, F. A., Metrologia na Indústria. 7. ed. São Paulo: Érica, 2010.