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Metrologia – UFPR O Sistema de Medição O Sistema de Medição.

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Apresentação em tema: "Metrologia – UFPR O Sistema de Medição O Sistema de Medição."— Transcrição da apresentação:

1 Metrologia – UFPR O Sistema de Medição O Sistema de Medição

2 Metrologia – UFPR (slide 2) Definições Neste texto: Neste texto: Instrumento de medição tem sido preferido para denominar sistemas de medição de pequeno porte, portáteis e encapsulados em uma única unidade. Instrumento de medição tem sido preferido para denominar sistemas de medição de pequeno porte, 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 Metrologia – UFPR Métodos básicos de medição

4 Metrologia – UFPR (slide 4) 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 Metrologia – UFPR (slide 5) 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 Metrologia – UFPR (slide 6) Método da indicação Mostram um número proporcional ao valor do mensurando. Mostram um número proporcional ao valor do mensurando.

7 Metrologia – UFPR (slide 7) 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 Metrologia – UFPR (slide 8) Medição diferencial base coluna relógio comparador 0 0 d padrão peça padrão peça d

9 Metrologia – UFPR (slide 9) Padrão Medição diferencial zeragem medição

10 Metrologia – UFPR (slide 10) 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 Metrologia – UFPR Módulos básicos de um sistema de medição

12 Metrologia – UFPR (slide 12) 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 Metrologia – UFPR (slide 13) Dispositivos registradores

14 Metrologia – UFPR (slide 14) Módulos de um SM F d transdutor dispositivo mostrador

15 Metrologia – UFPR (slide 15) Módulos de um SM F D A transdutor dispositivo mostrador unidade de tratamento de sinais

16 Metrologia – UFPR (slide 16) Módulos de um SM PW A F N B 14,5 N ID

17 Metrologia – UFPR (slide 17) 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 Metrologia – UFPR Características metrológicas dos sistemas de medição

19 Metrologia – UFPR (slide 19) Quanto à faixa de utilização... Faixa de indicação (FI) Faixa de indicação (FI) 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

20 Metrologia – UFPR (slide 20) Quanto à faixa de utilização... Faixa nominal Faixa nominal faixa ativa selecionada pelo usuário. faixa ativa selecionada pelo usuário.

21 Metrologia – UFPR (slide 21) Exemplo (multímetro) 3 ½ dígitos 0 a 1000 V 0 a 200 V 0 a 20 V 0 a 2 V 0 a 200 mV Faixas nominais

22 Metrologia – UFPR (slide 22) Quanto à faixa de utilização... 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. Paquímetro mecânico Paquímetro mecânico FI = 0 a 220 mm FI = 0 a 220 mm FM = 0 a 150 mm FM = 0 a 150 mm

23 Metrologia – UFPR (slide 23) Quanto à indicação... Valor de uma divisão (da escala) (VD) Valor de uma divisão (da escala) (VD) diferença entre os valores da escala correspondentes à duas marcas sucessivas. diferença entre os valores da escala correspondentes à duas marcas sucessivas

24 Metrologia – UFPR (slide 24) 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 (ID)

25 Metrologia – UFPR (slide 25) Quanto à indicação... Resolução (R) Resolução (R) 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

26 Metrologia – UFPR (slide 26) Relação estímulo/resposta F (N) d (mm) estímulo resposta T (°C) R ( ) estímulo resposta Curva característica de resposta Curva característica de resposta Termorresistor

27 Metrologia – UFPR (slide 27) 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

28 Metrologia – UFPR (slide 28) 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

29 Metrologia – UFPR (slide 29) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

30 Metrologia – UFPR (slide 30) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

31 Metrologia – UFPR (slide 31) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

32 Metrologia – UFPR (slide 32) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

33 Metrologia – UFPR (slide 33) Relação estímulo/resposta 00 x y y x estímulo resposta

34 Metrologia – UFPR (slide 34) Relação estímulo/resposta 00 x y y x erro de histerese laço de histerese estímulo resposta

35 Metrologia – UFPR (slide 35) Relação estímulo/resposta Tempo de resposta: tolerância tempo resposta estímulo tempo de resposta

36 Metrologia – UFPR (slide 36) 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

37 Metrologia – UFPR (slide 37) Quanto ao erro de medição... Repetitividade Repetitividade 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.

38 Metrologia – UFPR (slide 38) Quanto ao erro de medição... Erro de linearidade Erro de linearidade estímulo resposta d2d2 d1d1 reta MMQ EL = máx(d 1, d 2 )

39 Metrologia – UFPR (slide 39) Quanto ao erro de medição... Erro máximo: Erro Indicação Es Re E máx - E máx

40 Metrologia – UFPR (slide 40) 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.

41 Metrologia – UFPR Representação absoluta e relativa

42 Metrologia – UFPR (slide 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.

43 Metrologia – UFPR (slide 43) 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

44 Metrologia – UFPR Calibração de Sistema de Medição

45 Metrologia – UFPR (slide 45) Motivação Posso confiar no que o sistema de medição indica? resultado da medição definição do mensurando procedimento de medição condições ambientais sistema de medição operador CALIBRAÇÃO

46 Metrologia – UFPR O que é calibração? E para que serve?

47 Metrologia – UFPR (slide 47) Calibração padrão sistema de medição indicaçãovalor verdadeiro X condições estabelecidas

48 Metrologia – UFPR (slide 48) Calibração É o conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição ou valores representados por uma medida materializada ou um material de referência, e os valores correspondentes das grandezas estabelecidos por padrões. É o conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição ou valores representados por uma medida materializada ou um material de referência, e os valores correspondentes das grandezas estabelecidos por padrões.

49 Metrologia – UFPR (slide 49) Padrão É uma medida materializada, instrumento de medição, material de referência ou sistema de medição destinado a definir, realizar, conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma grandeza para servir como referência. É uma medida materializada, instrumento de medição, material de referência ou sistema de medição destinado a definir, realizar, conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma grandeza para servir como referência.

50 Metrologia – UFPR (slide 50) Resultados da calibração podem determinar:... podem determinar: Valor do mensurando. Valor do mensurando. Correções a serem aplicadas no SM. Correções a serem aplicadas no SM. Efeitos das grandezas de influência. Efeitos das grandezas de influência. Comportamento em condições especiais ou adversas. Comportamento em condições especiais ou adversas. São sempre apresentados na forma de um relatório e/ou um certificado. São sempre apresentados na forma de um relatório e/ou um certificado.

51 Metrologia – UFPR Verificação, Ajuste e Regulagem

52 Metrologia – UFPR (slide 52) Verificação Definição: Definição: É uma calibração simplificada que visa testar se um sistema de medição, ou medida materializada, está em conformidade com uma dada especificação. É uma calibração simplificada que visa testar se um sistema de medição, ou medida materializada, está em conformidade com uma dada especificação. Exemplos: Exemplos: Taxímetro, bomba de combustível, balança de supermercado. Taxímetro, bomba de combustível, balança de supermercado.

53 Metrologia – UFPR (slide 53) Ajuste Definição: Definição: Operação corretiva destinada a fazer com que um instrumento de medição tenha desempenho compatível com o seu uso. O ajuste pode ser automático, semi-automático ou manual. Operação corretiva destinada a fazer com que um instrumento de medição tenha desempenho compatível com o seu uso. O ajuste pode ser automático, semi-automático ou manual. É normalmente efetuado por técnico especializado. É normalmente efetuado por técnico especializado. Exemplos: Exemplos: Ajuste do zero de um manômetro Ajuste do zero de um manômetro Ajuste do fator de amplificação de um medidor de forças elétrico. Ajuste do fator de amplificação de um medidor de forças elétrico.

54 Metrologia – UFPR (slide 54) Regulagem Definição: Definição: A regulagem é um ajuste, empregando somente os recursos disponíveis no sistema de medição para o usuário. A regulagem é um ajuste, empregando somente os recursos disponíveis no sistema de medição para o usuário. É normalmente efetuados pelo usuário comum. É normalmente efetuados pelo usuário comum. Exemplo: Exemplo: A tara (zeragem) de uma balança eletrônica usando um botão apropriado para tal A tara (zeragem) de uma balança eletrônica usando um botão apropriado para tal

55 Bibliografia Albertazzi, A., Souza, A. R. FUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E INDUSTRIAL. 407p., Editora Manole, Guia para Expressão da Incerteza de Medição (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) – Inmetro, 2003 SI - SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES VIM VOCABULÁRIO INTERNACIONAL DE METROLOGIA


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