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INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Sinalização E. E. Prof. Arnaldo I. T. Consultant I. A. I. Consultant.

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1 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Sinalização E. E. Prof. Arnaldo I. T. Consultant I. A. I. Consultant

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3 Formação Sinalização E. E. Estrutura Atômica Clássica Níveis Estruturais BásicosSegmento de Material Condutor Elétrico Níveis Estruturais Básicos de um Segmento de Material Condutor Elétrico Comportamento Operacional Físico-Químicoquando & seu Comportamento Operacional Físico-Químico, quando devidamente submetidovários Níveis Controlados de Tensão Elétrica: submetido a vários Níveis Controlados de Tensão Elétrica : Prata ( Ag ) Ouro ( Au ) Platina ( Pt ) Cobre ( Cu ) Alumínio ( Al ) Tungstênio ( W ) Níquel ( Ni ) Cádmio ( Cd ) Ligas Metálicas Física ClássicaMoléculas Física Clássica : Materiais formados apenas por Moléculas, ÁtomosPrótonsElétronsNêutrons Átomos, Prótons, Elétrons & Nêutrons ; IsolanteExternoBlindagemInternaMaterialDielétricoCondutorMetálico Cabo Elétrico -- Distribuição de Energia

4 Formação Sinalização E. E. CIRCUITOS ELÉTRICOS G S E ( V ) E F i ( A ) Material Condutor formato retilíneosem # Material Condutor de formato retilíneo, sem q.q. Influências Termo-MecânicasMeio Externo Influências Termo-Mecânicas do Meio Externo é submetidod.d.p.f.e.m.EV submetido a uma d.d.p. ( f.e.m. ) E ( V ), a partir da Fonte Variável de Tensão Elétrica Gapós Fonte Variável de Tensão Elétrica G, após o fechamentoInterruptor S fechamento do Interruptor S : milisegundos -- Em alguns milisegundos, ocorrerão os seguintes Fenômenos Físico-QuímicosCondutor Fenômenos Físico-Químicos em tal Condutor : a)AparecimentoCampo Eletromagnético E a) Aparecimento do Campo Eletromagnético E ; b)Geração Força Elétrica FOposição Vetorial b) Geração da Força Elétrica F em Oposição Vetorial ; c)Força FCoeficiente de Resistência Elétrica c) Força F atua no Coeficiente de Resistência Elétrica Material CondutorF deste Material Condutor [ F R ( Ω ) ] ; d)Inicialização SimultâneaProcessos F.Q. d) Inicialização Simultânea dos Processos F.Q. : elétrons Agitação Termo-Mecânica dos elétrons Regiões Atômicas Orbitais ( em relação às suas Regiões Atômicas Orbitais ) ; Força F Orientação Eletrônica em relação à Força F ; AçãoVelocidade de Deriva Eletrônica Ação da Velocidade de Deriva Eletrônica ; e)Início Movimentação Eletrônica Ordenada e) Início da Movimentação Eletrônica Ordenada Força FCampo E ( Sentido da Força F & contrário ao Campo E ) ; f)FormaçãoFluxo E.E.Força F f) Formação do Fluxo E.E. no sentido da Força F ; g)EstabelecimentoCorrente Elétrica i(A) g) Estabelecimento da Corrente Elétrica i ( A ) CondutorCircuito E.E. no Condutor & no próprio Circuito E.E. ; R ( Ω ) CONDUTOR LinhasdeCampoEletroMag. i ( A ) +

5 Formação Circuitos E. E. Formulário Técnico Padrão abrangendo Conceitos de Eletricidade Básica, desenvolvido a partir da 1ª. Lei de OHM 1ª. Lei de OHM : V = R. I

6 Sinais Eletroeletrônicos RegistrosComportamentosVariações Registros dos Comportamentos & Variações Parâmetros OperacionaisGrandezas dos Parâmetros Operacionais das Grandezas EletroeletrônicasTensões Eletroeletrônicas, principalmente Tensões & Correntes Elétricasdevidamente Correntes Elétricas, quando devidamente formatadasModuladas: formatadas (Moduladas) em função dos : Regimes Op. ComponentesCircuitos ; Regimes Op. de Componentes & Circuitos ; Meios Físicos Métodos de Transcepção Meios Físicos & Métodos de Transcepção Funcional Tx / Rx PHY Op. Modes; Funcional ( Tx / Rx PHY Op. Modes ) ; Técnicas Op.ModulaçãoCodificação Técnicas Op. de Modulação, Codificação Protocolos de Intercomunicação; & Protocolos de Intercomunicação ;

7 Sinalização E. E. : Parâmetros Básicos -Formatos de Ondas Padronizados: -Formatos de Ondas Padronizados : Senoidal Quadrático Triangular... ; Senoidal, Quadrático, Triangular,... ; - Formações Físicas Funcionais : AnalógicaDigitalHíbridaModulada; Analógica, Digital, Híbrida ou Modulada ; -Polaridades : Positiva Negativa Dupla ; -Polaridades : Positiva, Negativa ou Dupla ; -Sentidos Operacionais :C. A.C. C. ; -Sentidos Operacionais : C. A. ou C. C. ; -Larguras de PulsosLp fop; -Larguras de Pulsos ( Lp ) & fop ; -Defasagens Op. Sinais E. E. φ ; -Defasagens Op. entre Sinais E. E. ( φ ) ; -AmplitudesValores Padronizados: -Amplitudes ou Valores Padronizados : Vp(+) # Vp(-) # Vpp # Vmed # Vinst # Vef Vp(+) # Vp(-) # Vpp # Vmed # Vinst # Vef

8 Formatos de Ondas Fundamentais Senoidal Triangular Quadrática Dente de Serra

9 Sinais E. E. Analógicos Sinais E.E.caracterizados funcionalmente Sinais E.E. caracterizados funcionalmente por Infinitas Variações IncrementaisAmplitude Infinitas Variações Incrementais de Amplitude, OcorrênciasFormatações Op.NÃO cujas Ocorrências & Formatações Op. NÃO POSSUEM nenhuma tendência Instantânea; POSSUEM nenhuma tendência Instantânea ;

10 Sinais E. E. Digitais Sinais E.E.caracterizados funcionalmente Sinais E.E. caracterizados funcionalmente por VariaçõesAmplitudeFormatações Op. Variações de Amplitude cujas Formatações Op. POSSUEM tendências Instantâneas POSSUEM tendências Instantâneas, com seus Intervalos de Tempoextremamente rápidos; Intervalos de Tempo extremamente rápidos ; HíbridoAnalógicoDigital

11 Polaridade Sinais E. E. : C. A. / C. C. Senoidal C. A. Triangular C. C. Quadrática Dente de Serra C. A

12 Formatos Modulados &/ou Codificados ( Pulsantes Retangulares Recortados... ) ( Pulsantes, Retangulares, Recortados,... ) ModulaçãoAmplitude ModulaçãoFreqüência ModulaçãoFase

13 Formatos Modulados &/ou Codificados ( Codificação Digital PWM) ( Codificação Digital PWM ) Modulação PWM Sigma Delta Modulação PWM Delta Padrão Modulação PWM Delta Invertido Padrão

14 Formatos Modulados &/ou Codificados ( Pulsantes Retangulares Recortados... ) ( Pulsantes, Retangulares, Recortados,... ) Codificação Unipolar Codificação Bipolar Codificação Manchester

15 Formatos Modulados &/ou Codificados ( Codificação Digital PCM NZRI) Formatos Modulados &/ou Codificados ( Codificação Digital PCM NZRI ) PCMNRZIENCODING

16 Formatos Modulados &/ou Codificados ( PCM NZRI 4B/5B8B/6TDigital Codes) ( PCM NZRI 4B/5B & 8B/6T Digital Codes ) 1 Gbps / 100 Mbps 10 / 100 Mbps

17 PCM NZRI 4B/5B MLT-3 Encoding Sinalização Ethernet 100 Mbps 100 Base-TX Cabo UTP Cat 5e

18 PCM NZRI 4B/5B MLT-3 Encoding Sinalização Ethernet 100 Mbps 100 Base-TX Cabo UTP Cat 5e

19 Período de Ondas ( T ) & Fop Fop = 1 / T T = 1 / 3 seg Fop = 3 Hz

20 Larguras de Pulsos ( T ) & fop

21 Defasagens entre Sinais E. E. φ Grandezas E.E. em Fase Grandezas E.E. Defasadas φ Supondo-se que : Período da Onda = T = 360° então : T / 4 = X° = φ T 360° X = 360. T / 4 T 360° X = 360. T / 4 T / 4 X° T Assim sendo : X = φ = 90° φ

22 Amplitudes Padronizadas

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26 Sinal Simétrico em relação à sua Amplitude. Sinal Simétrico em relação à sua Amplitude. Natureza = ? Tipo = ? T = ? fop (Hz) = ? Natureza = ? Tipo = ? T = ? fop (Hz) = ? Vpp = 460 V Vp = ? Vmed = ? Vrms = ? Vpp = 460 V Vp = ? Vmed = ? Vrms = ? Vinst em 62,5 ms = ? Vinst em 62,5 ms = ? 2575ms100

27 Natureza = ? Tipo = ? T = ? fop (Hz) = ? Natureza = ? Tipo = ? T = ? fop (Hz) = ? Vrms = 12 V Vp = ? Vmed = ? Vpp = ? Vrms = 12 V Vp = ? Vmed = ? Vpp = ? Vinst em 17,5 µs & 22,5 µs = ? ( Para os 3 Sinais E. E. propostos ) Vinst em 17,5 µs & 22,5 µs = ? ( Para os 3 Sinais E. E. propostos )

28 Natureza = ? Tipo = ? T = ? fop (Hz) = ? Natureza = ? Tipo = ? T = ? fop (Hz) = ? Vrms = ? Vp = ? Vmed = ? Vpp = ? Vrms = ? Vp = ? Vmed = ? Vpp = ? Vinst em 0,6 s e em 0,7 s = ? Vinst em 0,6 s e em 0,7 s = ? s

29 Se cada Divisão Y = 20 mV e cada Divisão X = 2ms, obter : Se cada Divisão Y = 20 mV e cada Divisão X = 2ms, obter : Natureza = ? Tipo = ? T = ? fop (Hz) = ? Natureza = ? Tipo = ? T = ? fop (Hz) = ? Vp = ? Vmed = ? Vpp = ? Vrms = ? Vp = ? Vmed = ? Vpp = ? Vrms = ? Vinst em 54 ms e em 86 ms = ? Vinst em 54 ms e em 86 ms = ?

30 Se a Divisão V Padrão = 250 mV e cada Divisão X = 4ms, obter : Naturezas = ? Tipos = ? T; T1; T2 = ? fop; fop1; fop2 (Hz) = ? Vp = ? Vmed = ? Vpp = ? Vrms = ? para todos Sinais E. E. Vinst em 40 ms para os 3 Sinais E. E.

31 Se a Divisão V Padrão = 500 mV e cada Divisão X = 3µs, obter : Para CLK : T= ? fop(Hz) = ? Vp = ? Vmed = ? Vpp = ? Vrms = ? Vinst em 12 µs para todos Sinais E. E. Vinst em 24 µs para todos Sinais E. E.

32 InstrumentaçãoIndustrialTratamento Sinais E. E.

33 RuídosInterferênciasReflexõesAtenuaçõesDistorçõesAtrasosDefasagens

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