tmec018 metrologia e instrumentação prof. alessandro ... · com um artefato cujo valor de...

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TMEC018 – Metrologia e Instrumentação Prof. Alessandro Marques ([email protected]) www.metrologia.ufpr.br

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TMEC018 ndash Metrologia e Instrumentaccedilatildeo

Prof Alessandro Marques

(amarquesufprbr)

wwwmetrologiaufprbr

Representaccedilatildeo graacutefica dos erros de mediccedilatildeo

Sistema de mediccedilatildeo ldquoperfeitordquo (indicaccedilatildeo = VV)

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

Sistema de mediccedilatildeo com erro sistemaacutetico apenas

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Sistema de mediccedilatildeo com erros aleatoacuterios apenas

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo Re

Sistema de mediccedilatildeo com erros sistemaacutetico e aleatoacuterio

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Re

Erro ou incerteza Erro de mediccedilatildeo

eacute o nuacutemero que resulta da diferenccedila entre a indicaccedilatildeo de um sistema de mediccedilatildeo e o valor verdadeiro do mensurando

Incerteza de mediccedilatildeo

eacute o paracircmetro associado ao resultado de uma mediccedilatildeo que caracteriza a faixa dos valores que podem razoavelmente ser atribuiacutedos ao mensurando

sistema de mediccedilatildeo

Fontes de erros

sinal de

mediccedilatildeo indicaccedilatildeo

fatores

internos

fatores externos

fatores externos

retroaccedilatildeo retroaccedilatildeo

operador

mensurando

Erros provocados por fatores internos Imperfeiccedilotildees dos componentes e conjuntos

(mecacircnicos eleacutetricos etc)

Natildeo idealidades dos princiacutepios fiacutesicos

forccedila

alongamento

regiatildeo linear regiatildeo natildeo linear

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Representaccedilatildeo graacutefica dos erros de mediccedilatildeo

Sistema de mediccedilatildeo ldquoperfeitordquo (indicaccedilatildeo = VV)

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

Sistema de mediccedilatildeo com erro sistemaacutetico apenas

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Sistema de mediccedilatildeo com erros aleatoacuterios apenas

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo Re

Sistema de mediccedilatildeo com erros sistemaacutetico e aleatoacuterio

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Re

Erro ou incerteza Erro de mediccedilatildeo

eacute o nuacutemero que resulta da diferenccedila entre a indicaccedilatildeo de um sistema de mediccedilatildeo e o valor verdadeiro do mensurando

Incerteza de mediccedilatildeo

eacute o paracircmetro associado ao resultado de uma mediccedilatildeo que caracteriza a faixa dos valores que podem razoavelmente ser atribuiacutedos ao mensurando

sistema de mediccedilatildeo

Fontes de erros

sinal de

mediccedilatildeo indicaccedilatildeo

fatores

internos

fatores externos

fatores externos

retroaccedilatildeo retroaccedilatildeo

operador

mensurando

Erros provocados por fatores internos Imperfeiccedilotildees dos componentes e conjuntos

(mecacircnicos eleacutetricos etc)

Natildeo idealidades dos princiacutepios fiacutesicos

forccedila

alongamento

regiatildeo linear regiatildeo natildeo linear

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Sistema de mediccedilatildeo ldquoperfeitordquo (indicaccedilatildeo = VV)

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

Sistema de mediccedilatildeo com erro sistemaacutetico apenas

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Sistema de mediccedilatildeo com erros aleatoacuterios apenas

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo Re

Sistema de mediccedilatildeo com erros sistemaacutetico e aleatoacuterio

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Re

Erro ou incerteza Erro de mediccedilatildeo

eacute o nuacutemero que resulta da diferenccedila entre a indicaccedilatildeo de um sistema de mediccedilatildeo e o valor verdadeiro do mensurando

Incerteza de mediccedilatildeo

eacute o paracircmetro associado ao resultado de uma mediccedilatildeo que caracteriza a faixa dos valores que podem razoavelmente ser atribuiacutedos ao mensurando

sistema de mediccedilatildeo

Fontes de erros

sinal de

mediccedilatildeo indicaccedilatildeo

fatores

internos

fatores externos

fatores externos

retroaccedilatildeo retroaccedilatildeo

operador

mensurando

Erros provocados por fatores internos Imperfeiccedilotildees dos componentes e conjuntos

(mecacircnicos eleacutetricos etc)

Natildeo idealidades dos princiacutepios fiacutesicos

forccedila

alongamento

regiatildeo linear regiatildeo natildeo linear

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Sistema de mediccedilatildeo com erro sistemaacutetico apenas

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Sistema de mediccedilatildeo com erros aleatoacuterios apenas

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo Re

Sistema de mediccedilatildeo com erros sistemaacutetico e aleatoacuterio

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Re

Erro ou incerteza Erro de mediccedilatildeo

eacute o nuacutemero que resulta da diferenccedila entre a indicaccedilatildeo de um sistema de mediccedilatildeo e o valor verdadeiro do mensurando

Incerteza de mediccedilatildeo

eacute o paracircmetro associado ao resultado de uma mediccedilatildeo que caracteriza a faixa dos valores que podem razoavelmente ser atribuiacutedos ao mensurando

sistema de mediccedilatildeo

Fontes de erros

sinal de

mediccedilatildeo indicaccedilatildeo

fatores

internos

fatores externos

fatores externos

retroaccedilatildeo retroaccedilatildeo

operador

mensurando

Erros provocados por fatores internos Imperfeiccedilotildees dos componentes e conjuntos

(mecacircnicos eleacutetricos etc)

Natildeo idealidades dos princiacutepios fiacutesicos

forccedila

alongamento

regiatildeo linear regiatildeo natildeo linear

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Sistema de mediccedilatildeo com erros aleatoacuterios apenas

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo Re

Sistema de mediccedilatildeo com erros sistemaacutetico e aleatoacuterio

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Re

Erro ou incerteza Erro de mediccedilatildeo

eacute o nuacutemero que resulta da diferenccedila entre a indicaccedilatildeo de um sistema de mediccedilatildeo e o valor verdadeiro do mensurando

Incerteza de mediccedilatildeo

eacute o paracircmetro associado ao resultado de uma mediccedilatildeo que caracteriza a faixa dos valores que podem razoavelmente ser atribuiacutedos ao mensurando

sistema de mediccedilatildeo

Fontes de erros

sinal de

mediccedilatildeo indicaccedilatildeo

fatores

internos

fatores externos

fatores externos

retroaccedilatildeo retroaccedilatildeo

operador

mensurando

Erros provocados por fatores internos Imperfeiccedilotildees dos componentes e conjuntos

(mecacircnicos eleacutetricos etc)

Natildeo idealidades dos princiacutepios fiacutesicos

forccedila

alongamento

regiatildeo linear regiatildeo natildeo linear

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Sistema de mediccedilatildeo com erros sistemaacutetico e aleatoacuterio

1000 1020 1040 960 980

mensurando

1000 1020 1040 960 980

indicaccedilatildeo

+Es

Re

Erro ou incerteza Erro de mediccedilatildeo

eacute o nuacutemero que resulta da diferenccedila entre a indicaccedilatildeo de um sistema de mediccedilatildeo e o valor verdadeiro do mensurando

Incerteza de mediccedilatildeo

eacute o paracircmetro associado ao resultado de uma mediccedilatildeo que caracteriza a faixa dos valores que podem razoavelmente ser atribuiacutedos ao mensurando

sistema de mediccedilatildeo

Fontes de erros

sinal de

mediccedilatildeo indicaccedilatildeo

fatores

internos

fatores externos

fatores externos

retroaccedilatildeo retroaccedilatildeo

operador

mensurando

Erros provocados por fatores internos Imperfeiccedilotildees dos componentes e conjuntos

(mecacircnicos eleacutetricos etc)

Natildeo idealidades dos princiacutepios fiacutesicos

forccedila

alongamento

regiatildeo linear regiatildeo natildeo linear

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Erro ou incerteza Erro de mediccedilatildeo

eacute o nuacutemero que resulta da diferenccedila entre a indicaccedilatildeo de um sistema de mediccedilatildeo e o valor verdadeiro do mensurando

Incerteza de mediccedilatildeo

eacute o paracircmetro associado ao resultado de uma mediccedilatildeo que caracteriza a faixa dos valores que podem razoavelmente ser atribuiacutedos ao mensurando

sistema de mediccedilatildeo

Fontes de erros

sinal de

mediccedilatildeo indicaccedilatildeo

fatores

internos

fatores externos

fatores externos

retroaccedilatildeo retroaccedilatildeo

operador

mensurando

Erros provocados por fatores internos Imperfeiccedilotildees dos componentes e conjuntos

(mecacircnicos eleacutetricos etc)

Natildeo idealidades dos princiacutepios fiacutesicos

forccedila

alongamento

regiatildeo linear regiatildeo natildeo linear

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

sistema de mediccedilatildeo

Fontes de erros

sinal de

mediccedilatildeo indicaccedilatildeo

fatores

internos

fatores externos

fatores externos

retroaccedilatildeo retroaccedilatildeo

operador

mensurando

Erros provocados por fatores internos Imperfeiccedilotildees dos componentes e conjuntos

(mecacircnicos eleacutetricos etc)

Natildeo idealidades dos princiacutepios fiacutesicos

forccedila

alongamento

regiatildeo linear regiatildeo natildeo linear

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Erros provocados por fatores internos Imperfeiccedilotildees dos componentes e conjuntos

(mecacircnicos eleacutetricos etc)

Natildeo idealidades dos princiacutepios fiacutesicos

forccedila

alongamento

regiatildeo linear regiatildeo natildeo linear

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Erros provocados por fatores externos

Condiccedilotildees ambientais

temperatura

pressatildeo atmosfeacuterica

umidade

Tensatildeo e frequecircncia da rede eleacutetrica

Contaminaccedilotildees

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Erros provocados por retroaccedilatildeo A presenccedila do sistema de mediccedilatildeo

modifica o mensurando

65 degC

65 degC 70 degC

20 degC

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Erros induzidos pelo operador

Habilidade

Acuidade visual

Teacutecnica de mediccedilatildeo

Cuidados em geral

Forccedila de mediccedilatildeo

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Dilataccedilatildeo teacutermica

Propriedade dos materiais modificarem suas dimensotildees em funccedilatildeo da variaccedilatildeo da temperatura

b b

c

c

b = b - b

c = c - c

b = T b

c = T c

T

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

b

c

40000mm

Quais as variaccedilotildees nas dimensotildees de b e c quando a temperatura atingir 30ordmC Quais as dimensotildees de b e c a 30ordmC

10000mm

Temperatura inicial = 20ordm C

Exemplo

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

ABNT NBR NM ISO 1 1997 Temperatura padratildeo de referecircncia para

mediccedilotildees industriais de comprimento ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the

specification of geometrical and dimensional properties

Por convenccedilatildeo 20 degC eacute a temperatura de referecircncia padratildeo para a metrologia dimensional

Os desenhos e especificaccedilotildees sempre se referem agraves caracteriacutesticas que as peccedilas apresentariam a 20 degC

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Dilataccedilatildeo teacutermica mesmos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 400

I = 400

=

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Dilataccedilatildeo teacutermica distintos coeficientes de expansatildeo teacutermica

20degC 40degC 10degC

I = 400 I = 440

I = 380

gt

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Dilataccedilatildeo teacutermica

Ci

Ce

Sabendo que a 20C

Ci = Ce

Qual a resposta certa a 40C

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

α = α

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Dilataccedilatildeo teacutermica

(a) Ci lt Ce

(b) Ci = Ce

(c) Ci gt Ce

(d) NRA

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Microcircmetro

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Correccedilatildeo devido agrave dilataccedilatildeo teacutermica

SM Peccedila a medir Correccedilatildeo devido agrave temperatura

Mat Temp Mat Temp

A 20 degC A 20 degC C = 0

A TSM 20 degC A TP = TSM C = 0

A TSM A TSM TP C = A L (TSM - TP)

A 20 degC B 20 degC C = 0

A TSM 20 degC B TSM = TP C = (A - B) (TSM - 20degC) L

A TSM B TSM TP C = [A (TSM - 20degC) - B (TP - 20degC)] L

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Exemplo 2

O diacircmetro de um eixo de alumiacutenio foi medido por um

micrometro em um ambiente com temperatura de 32ordmC

Foi encontrado a indicaccedilatildeo de 21427mm

Determine a correccedilatildeo a ser aplicada no valor do

diacircmetro do eixo para compensar o efeito da

temperatura

αaccedilo = 115 10-6 K αalumiacutenio = 230 10-6 K

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Definiccedilotildees Segundo VIM 2012

Instrumento de mediccedilatildeo (31) dispositivo utilizado para realizar mediccedilotildees individualmente ou associado a um ou mais dispositivos suplementares

Sistemas de mediccedilatildeo (32) Conjunto de um ou mais instrumentos de mediccedilatildeo e frequentemente outros dispositivos compreendendo se necessaacuterio reagentes e insumos montado e adaptado para fornecer informaccedilotildees destinadas agrave obtenccedilatildeo dos valores medidos dentro de intervalos especificados para grandezas de naturezas especificadas

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Meacutetodos baacutesicos de

mediccedilatildeo

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Meacutetodo da comparaccedilatildeo

O valor do mensurando eacute determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referecircncia eacute muito bem conhecido

0

medidas

materializadas

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Definiccedilatildeo Medida materializada

Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer de maneira permanente durante seu uso um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza

Satildeo exemplos

massas-padratildeo

resistor eleacutetrico padratildeo

bloco-padratildeo

um material de referecircncia

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Meacutetodo da indicaccedilatildeo

Mostram um nuacutemero proporcional ao valor do mensurando

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Mediccedilatildeo diferencial

A pequena diferenccedila entre o mensurando e uma medida materializada eacute indicada

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Mediccedilatildeo diferencial

base

coluna

reloacutegio

comparador

0

0

d

padratildeo peccedila padratildeo peccedila

d

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Padratildeo

Mediccedilatildeo diferencial

zeragem mediccedilatildeo

Exemplo Mediccedilatildeo de pistatildeo com LVDT - Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variaacutevel Linear

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

caracteriacutestica indicaccedilatildeo comparaccedilatildeo diferencial

velocidade de mediccedilatildeo muito raacutepido muito lento raacutepido

facilidade de automaccedilatildeo muito faacutecil muito difiacutecil muito faacutecil

estabilidade com tempo instaacutevel muito estaacutevel muito estaacutevel

custo

moderado a

elevado

elevado

moderado

muito usada

na induacutestria

Anaacutelise comparativa

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Moacutedulos baacutesicos de um sistema de mediccedilatildeo

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Moacutedulos baacutesicos de um SM

transdutor

eou

sensor

unidade de tratamento

do sinal

dispositivo mostrador

ou registrador

indicaccedilatildeo

ou

registro

mensurando

sistema de mediccedilatildeo

bull em contato com

o mensurando

bull transformaccedilatildeo

de efeitos fiacutesicos

bull sinal fraco

bull amplifica

potecircncia do sinal

do transdutor

bull pode processar

o sinal

bull torna o sinal

perceptiacutevel ao

usuaacuterio

bull pode indicar ou

registrar o sinal

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Dispositivos Mostradores Ou registrador elemento que possibilita que o sinal

seja conhecido e interpretado

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Moacutedulos de um SM

F

d

transdutor

dispositivo

mostrador

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Moacutedulos de um SM

F

D

A

transdutor dispositivo

mostrador

unidade de

tratamento de sinais

ExDinamocircmetro de mola

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Moacutedulos de um SM

PW A

F

N

B

145 N

ID

ExDinamocircmetro de mola

X=f(Y)

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

transdutor

unidade de

tratamento do sinal

dispositivo mostrador

Moacutedulos de um SM

mola

NB

PW

A

ID

sinal de

mediccedilatildeo

sensor forccedila

deslocamento

indutacircncia

tensatildeo

TENSAtildeO

N

indicaccedilatildeo

CCR

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Transdutor ou sensor Elemento de detecccedilatildeo que produz um sinal

relacionado com a quantidade que estaacute sendo

medida

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Fonte de energia Elemento de alimentaccedilatildeo para os demais elementos

do sistema que tambeacutem pode causar distuacuterbios na

mediccedilatildeo

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Elementos de um sistema de mediccedilatildeo

Transdutor

ou

sensor

Indicador

ou

registrador

Unidade de

tratamento de

sinais

Fonte

de

energia

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

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Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Sensores Segundo o VIM (2012)

bull sensor

Elemento de um sistema de mediccedilatildeo que eacute

diretamente afetado por um fenocircmeno corpo ou substacircncia

que conteacutem a grandeza a ser medida

EXEMPLOS Bobina sensiacutevel de um termocircmetro de

resistecircncia de platina rotor de um medidor de vazatildeo

(caudal) de turbina tubo de Bourdon de um manocircmetro

boacuteia de um instrumento de mediccedilatildeo de niacutevel fotoceacutelula de

um espectrocircmetro cristal liacutequido termotroacutepico que muda de

cor em funccedilatildeo da temperatura

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Transdutores Transdutor eacute um dispositivo que converte um sinal de uma forma fiacutesica para um sinal correspondente de outra forma fiacutesica Segundo o VIM (2012) bull transdutor de mediccedilatildeo Dispositivo utilizado em mediccedilatildeo que fornece uma grandeza de saiacuteda a qual tem uma relaccedilatildeo especificada com uma grandeza de entrada bull EXEMPLOS Termopar transformador de corrente eleacutetrica

extensocircmetro eletrodo de pH tubo de Bourdon tira bimetaacutelica

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Sensores transdutores

Sensor Transd A quantidade a ser medida eacute

Resistivo convertida em uma variaccedilatildeo de resistecircncia

Indutivo convertida em uma variaccedilatildeo de indutacircncia

Capacitivo transformada em uma variaccedilatildeo de capacitacircncia

Fotocondutivo transformada em uma variaccedilatildeo de condutacircncia (inverso da resistecircncia) de um material fotocondutivo atraveacutes da variaccedilatildeo de incidecircncia de luz sobre o mesmo

Fotovoltaico convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem Isto eacute feito quando uma junccedilatildeo de dois materiais especiais (fotovoltaicos) eacute iluminada

Piezo-eleacutetrico convertida em variaccedilatildeo de carga eleacutetrica ou tensatildeo eleacutetrica de certos cristais que quando sujeitos a um esforccedilo mecacircnico apresentam esta propriedade

Potenciomeacutetrico convertida em uma variaccedilatildeo de posiccedilatildeo de um contato moacutevel o qual se desloca sobre um elemento resistivo

Relutivo convertida em uma variaccedilatildeo de voltagem alternada

Eletromagneacutetico convertida em uma forccedila eletromotriz ou voltagem em um condutor

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Transdutores Sensores Humanos TOQUE

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Transdutores Sensores Humanos VISAtildeO

Em termos de resoluccedilatildeo e faixa dinacircmica o olho humano supera qualquer sensor eletrocircnico de luz disponiacutevel atualmente

RESOLUCcedilAtildeO (pontos por mm2)

Olho 150000

Tubo Vidicon 1500

Cacircmeras modernas 150 a 400

CMOS array 35000

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Transdutores Sensores Humanos AUDICcedilAtildeO

MEMBRANA DO TIacuteMPANO

bull Deslocamento miacutenimo detectaacutevel 10minus8 mm

bull Deslocamento com desconforto 10minus1 mm

Os microfones mais sensiacuteveis satildeo capazes de medir deslocamentos de 10minus7 mm

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Caracteriacutesticas desejaacuteveis

1048713 Devem interferir minimamente com as variaacuteveis do processo ao monitoraacute-las

1048713 Proceder a conversatildeo da informaccedilatildeo de uma natureza para outra da forma mais fiel e repetitiva possiacutevel

Transdutor Sensor

Transdutor Sensor IDEAL Natildeo extrai energia do mensurando

Possui dimensatildeo nula

Natildeo possui massa

Natildeo recebe energia de nenhuma fonte

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Simples

Um transdutor eacute dito simples quando possui apenas um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Composto

Um transdutor eacute dito composto quando possui mais de um estaacutegio de transduccedilatildeo entre entrada e a saiacuteda

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Simples (detector de proximidade indutivo)

Produz uma variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica quando algum material ferromagneacutetico se movimenta proacuteximo ao sensor (bobina em conjunto com um imatilde)

httpswwwtoledobrasilcombrblogartigosdetalhevoce-sabe-como-funciona-uma-celula-de-carga

Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

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Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

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ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

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Composto (ceacutelula de carga)

Estaacutegio 1 Elemento Elaacutestico - converte forccedila

ou pressatildeo em deformaccedilatildeo mecacircnica

Estaacutegio 2 Extensocircmetros de resistecircncia

eleacutetrica convertem deformaccedilatildeo mecacircnica

em variaccedilatildeo de resistecircncia eleacutetrica

Estaacutegio 3 Converte variaccedilatildeo de resistecircncia

em variaccedilatildeo de tensatildeo eleacutetrica

(Ponte de Wheatstone)

Classificaccedilatildeo de Transdutores Sensores

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

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ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Caracteriacutesticas metroloacutegicas dos sistemas de mediccedilatildeo

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

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ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de indicaccedilotildees intervalo compreendido entre o menor e o maior

valor que pode ser indicado

Intervalo

de

indicaccedilatildeo

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

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ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Ex Intervalo de indicaccedilatildeo -20 a 40 ordmC

Span 60 ordmC

Amplitude de Mediccedilatildeo (SPAN) Diferenccedila algeacutebrica entre os limites superior e inferior

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

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ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Intervalo de mediccedilatildeo

Intervalo de valores do mensurando para a qual o sistema de mediccedilatildeo foi desenhado para operar

Paquiacutemetro mecacircnico

Intervalo de Indicaccedilatildeo = 0 a 200 mm

Intervalo de Mediccedilatildeo = 0 a 150 mm

Quanto agrave faixa de utilizaccedilatildeo

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

Bibliografia Albertazzi A Souza A R ldquoFUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E

INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoesvim_2012pdf

Sistema Internacional de Unidades SI mdash Duque de Caxias RJ INMETROCICMASEPIN 2012 114p

httpwwwinmetrogovbrinovacaopublicacoessi_versao_finalpdf

ABNT NBR NM ISO 1 1997 - Temperatura padratildeo de referecircncia para mediccedilotildees industriais de comprimento

ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Intervalo Nominal de indicaccedilotildees

faixa ativa selecionada pelo usuaacuterio

-10 a 10 mm

-30 a 30 mm

-100 a 100 mm

-300 a 300 mm

-1000 a 1000 mm

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

Vocabulaacuterio Internacional de Metrologia Conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012) Duque de Caxias RJ INMETRO 2012 81p

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ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Quanto agrave indicaccedilatildeo Valor de uma divisatildeo (da escala) (VD)

diferenccedila entre os valores da escala correspondentes agrave duas marcas sucessivas

0 1 2 3 4

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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INDUSTRIALrdquo 407p Editora Manole 2008

Guia para Expressatildeo da Incerteza de Mediccedilatildeo (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) ndash Inmetro 2003

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ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Quanto agrave indicaccedilatildeo

g

10

quantidade de accediluacutecar (g)

indicaccedilatildeo (g)

20 30 40 50 60

10

20

30

40

00

00

incremento

digital 0 1 2 3 4

Incremento digital (ID)

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Quanto agrave indicaccedilatildeo

Resoluccedilatildeo (R)

eacute a menor diferenccedila entre indicaccedilotildees que pode ser significativamente percebida

Nos instrumentos digitais eacute igual ao incremento digital

Nos instrumentos analoacutegicos pode ser

VD

VD2

VD5

VD10

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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ISO 12016 - Geometrical product specifications (GPS) -- Standard reference temperature for the specification of geometrical and dimensional properties

Resoluccedilatildeo de Entrada (Threshold)

A menor variaccedilatildeo no sinal de entrada (mensurando) que resultaraacute numa variaccedilatildeo mensuraacutevel na saiacuteda dxmin

dxmin

dymax

Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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Relaccedilatildeo estiacutemulo - resposta

F (N)

d (mm)

estiacutemulo

resposta

T (degC)

R ()

estiacutemulo

resposta

Curva caracteriacutestica de resposta (CCR)

Termorresistor

Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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Devido a simplicidade dos caacutelculos e a extensa

aplicabilidade em ajustes de curvas em pontos (regressatildeo

numeacuterica) o meacutetodo dos miacutenimos quadrados eacute

largamente utilizado na calibraccedilatildeo estaacutetica de sistemas de

mediccedilatildeo

Ajuste de curvas - Meacutetodo dos Miacutenimos

Quadrados

Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

CCR

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Equacionamento

xy

y

A

B

xx

xn2

22

xxn

yxxynA

n

xAyB

D (mm) R

11543 3909

11556 3911

11819 3964

11863 3973

1207 4014

12082 4016

12211 4042

12583 4117

12654 4131

12792 4158

D = 50036 R - 80147

385

39

395

4

405

41

415

42

114 116 118 12 122 124 126 128 13

R()

D(mm)

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