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

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1 4 O Sistema de Medição Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial

2 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 2/42) Definições Neste texto: Neste texto: Instrumento de medição tem sido preferido para medidores pequenos, portáteis e encapsulados em uma única unidade. Instrumento de medição tem sido preferido para medidores pequenos, portáteis e encapsulados em uma única unidade. Sistemas de medição tem sido usado genericamente para abranger desde medidores simples e compactos até os grandes e complexos. Sistemas de medição tem sido usado genericamente para abranger desde medidores simples e compactos até os grandes e complexos.

3 4.1 Métodos básicos de medição

4 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 4/42) Método da comparação O valor do mensurando é determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referência é muito bem conhecido. O valor do mensurando é determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referência é muito bem conhecido. 0 medidas materializadas

5 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 5/42) Definição Medida materializada: Medida materializada: Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza. Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza. São exemplos: massas-padrão; resistor elétrico padrão; um bloco-padrão; um material de referência. São exemplos: massas-padrão; resistor elétrico padrão; um bloco-padrão; um material de referência.

6 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 6/42) Método da indicação Mostram um número proporcional ao valor do mesurando. Mostram um número proporcional ao valor do mesurando.

7 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 7/42) Medição diferencial A pequena diferença entre o mensurando e uma medida materializada é indicada. A pequena diferença entre o mensurando e uma medida materializada é indicada.

8 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 8/42) Medição diferencial base coluna relógio comparador 0 0 d padrão peça padrão peça d

9 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 9/42) Padrão Medição diferencial zeragem medição

10 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 10/42) característicaindicaçãocomparaçãodiferencial velocidade de mediçãomuito rápidomuito lentorápidofacilidade de automaçãomuito fácilmuito difícilmuito fácilestabilidade com tempoinstávelmuito estável customoderado a elevado elevadomoderado muito usada na indústria Análise comparativa

11 4.2 Módulos básicos de um sistema de medição

12 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 12/42) Módulos básicos de um SM transdutor e/ou sensor unidade de tratamento do sinal dispositivo mostrador ou registrador indicação ou registro mensurando sistema de medição em contato com o mensurando transformação de efeitos físicos sinal fraco amplifica potência do sinal do transdutor pode processar o sinal torna o sinal perceptível ao usuário pode indicar ou registrar o sinal

13 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 13/42) Dispositivos registradores

14 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 14/42) Módulos de um SM F d transdutor dispositivo mostrador

15 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 15/42) Módulos de um SM F D A transdutor dispositivo mostrador unidade de tratamento de sinais

16 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 16/42) Módulos de um SM PW A F N B 14,5 N ID

17 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 17/42) transdutor unidade de tratamento do sinal dispositivo mostrador Módulos de um SM força deslocamento indutância tensão TENSÃO indicação molaN/BPW A ID sinal de medição sensor

18 4.3 Características metrológicas dos sistemas de medição

19 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 19/42) Quanto à faixa de utilização... Faixa de indicação Faixa de indicação intervalo compreendido entre o menor e o maior valor que pode ser indicado. intervalo compreendido entre o menor e o maior valor que pode ser indicado. faixa de indicação 4 dígitos

20 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 20/42) Quanto à faixa de utilização... Faixa nominal Faixa nominal faixa ativa selecionada pelo usuário. faixa ativa selecionada pelo usuário. Faixa de medição Faixa de medição faixa de valores do mensurando para a qual o sistema de medição foi desenhado para operar. faixa de valores do mensurando para a qual o sistema de medição foi desenhado para operar.

21 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 21/42) Exemplo 3½ dígitos 0 a 1000 V 0 a 200 V 0 a 20 V 0 a 2 V 0 a 200 mV Faixas nominais

22 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 22/42) Quanto à indicação... Valor de uma divisão (da escala) Valor de uma divisão (da escala) diferença entre os valores da escala correspondentes à duas marcas sucessivas. diferença entre os valores da escala correspondentes à duas marcas sucessivas

23 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 23/42) Quanto à indicação... g 1,0 quantidade de açúcar (g) indicação (g) 2,03,04,05,06,0 1,0 2,0 3,0 4,0 0,0 incremento digital Incremento digital

24 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 24/42) Quanto à indicação... Resolução Resolução é a menor diferença entre indicações que pode ser significativamente percebida é a menor diferença entre indicações que pode ser significativamente percebida Nos instrumentos digitais é igual ao incremento digital Nos instrumentos digitais é igual ao incremento digital Nos instrumentos analógicos pode ser: Nos instrumentos analógicos pode ser: VD VD VD/2 VD/2 VD/5 VD/5 VD/10 VD/10

25 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 25/42) Relação estímulo/resposta F (N) d (mm) estímulo resposta T (°C) R ( ) estímulo resposta Curva característica de resposta Curva característica de resposta

26 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 26/42) Relação estímulo/resposta Sensibilidade (constante): Sensibilidade (constante): 0 mm 40 mm 400 N 0 mm 4 mm 400 N AB F (N) d (mm) B A resposta estímulo Sb A = 0,01 mm/N Sb B = 0,10 mm/N

27 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 27/42) fração do volume total deslocamento do ponteiro (mm) 01/41/21/1 1/4 0 1/2 1/1 Relação estímulo/resposta Sensibilidade (variável): indicador do volume de combustível de um Fusca 1 2

28 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 28/42) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

29 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 29/42) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

30 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 30/42) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

31 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 31/42) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

32 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 32/42) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

33 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 33/42) Relação estímulo/resposta 00 x y y x erro de histerese laço de histerese estímulo resposta

34 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 34/42) Relação estímulo/resposta Tempo de resposta: tolerância tempo resposta estímulo tempo de resposta

35 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 35/42) Quanto ao erro de medição... Tendência Tendência estimativa do erro sistemático estimativa do erro sistemático Correção Correção constante que, somada à indicação, compensa os erros sistemáticos constante que, somada à indicação, compensa os erros sistemáticos

36 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 36/42) Quanto ao erro de medição... Repetibilidade Repetibilidade faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas realizadas nas mesmas condições. faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas realizadas nas mesmas condições. Reprodutibilidade Reprodutibilidade faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas realizadas em condições variadas. faixa dentro da qual é esperado o erro aleatório em medições repetidas realizadas em condições variadas.

37 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 37/42) Quanto ao erro de medição... Erro de linearidade Erro de linearidade estímulo resposta d2d2 d1d1 reta MMQ EL = máx(d 1, d 2 )

38 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 38/42) Quanto ao erro de medição... Erro máximo: Erro Indicação Es Re E máx - E máx

39 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 39/42) Quanto a erros de medição... Precisão e exatidão Precisão e exatidão são termos apenas qualitativos. Não podem ser associados a números. são termos apenas qualitativos. Não podem ser associados a números. Precisão significa pouca dispersão. Está associado ao baixo nível de erros aleatórios. Precisão significa pouca dispersão. Está associado ao baixo nível de erros aleatórios. Exatidão é sinônimo de sem erros. Um sistema de medição com grande exatidão apresenta pequenos erros sistemáticos e aleatórios. Exatidão é sinônimo de sem erros. Um sistema de medição com grande exatidão apresenta pequenos erros sistemáticos e aleatórios.

40 4.4 Representação absoluta e relativa

41 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 41/42) Representação absoluta Parâmetros expressos na unidade do mensurando: Parâmetros expressos na unidade do mensurando: E máx = 0,003 V E máx = 0,003 V Re = 1,5 K Re = 1,5 K Sb = 0,040 mm/N Sb = 0,040 mm/N É de percepção mais fácil. É de percepção mais fácil.

42 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 42/42) Representação relativa ou fiducial Parâmetro é expresso como um percentual de um valor de referência Parâmetro é expresso como um percentual de um valor de referência Em relação ao valor final de escala (VFE) Em relação ao valor final de escala (VFE) E máx = 1% do VFE E máx = 1% do VFE EL = 0,1% (do VFE) EL = 0,1% (do VFE) Em relação à faixa de indicação Em relação à faixa de indicação Em relação ao valor nominal (medidas materializadas) Em relação ao valor nominal (medidas materializadas) Facilita comparações entre SM distintos Facilita comparações entre SM distintos


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