Medidas Elétricas Madeleine Medrano Castillo Albertini Faculdade de Engenharia Elétrica Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Ementa 1 – Introdução – Conceitos básicos Algarismos Significativos: algarismo mais significativo, menos significativo e duvidoso Quantidade de AS Operações matemáticas com AS Notação científica Ordem de grandeza Arredondamento Prefixos métricos: múltiplos e submúltiplos A grafia correta: nomes de unidades, símbolos de unidades, plural Grafia dos números Grafia dos prefixos métricos 2 - Sistema de Unidades de Medidas Unidades Fundamentais e Unidades Derivadas Sistemas de Unidades Sistema Internacional de Unidades Outros Sistemas de Unidades Unidades Elétricas e Magnéticas Conversões de Unidades

Ementa 3 – Medição e Teoria Básica dos Erros Definições de termos utilizados em metrologia Exatidão e Precisão Tipos de Erros, Erro sistemático, Erro aleatório, Erro de Leitura, Erro grosseiro Métodos de Medição, Erro absoluto e relativo de medição indireta Análise Estatística: Média aritmética, Desvio da média, Desvio padrão, Desvio quadrático médio Erro presumível, Probabilidade de Erros, Erros-Limite Análise Estatística: População, Amostra, Distribuição de frequência Propagação de erros Incerteza de medição 4 - Instrumentos Indicadores Eletromecânicos Amperímetro Voltímetro Ohmímetro

Ementa 5 – Instrumentos e Medição de Resistencia e de Isolamento Medição de resistência Ohmímetro (serie, paralelo ou shunt) Medição de resistência de isolamento Megôhmetro a magneto 6 – Instrumentos Analógicos e Digitais Osciloscópio Multímetro analógico e digital Fasímetro etc

Medir

Medições no dia-a-dia Potência da lâmpada Horário do despertador Comprimento da calça Tempo de cozimento Volume de leite Volume de combustível Temperatura da geladeira Velocidade do automóvel Pressão dos pneus Consumo de energia Dimensões das peças Rotação do motor Tamanho do peixe Quantidade de arroz

Importância de medir Lord Kelvin, 1883 "O conhecimento amplo e satisfatório sobre um processo ou fenômeno somente existirá quando for possível medi-lo e expressá-lo através de números". Lord Kelvin, 1883

instrumento de medição Exemplo de medição 1 mensurando indicação 2,4 unidades unidade 1 2 3 4 instrumento de medição

Exemplo de medição 2 tensão do gerador: 5,305 V constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/V Velocidade 5,305 V * 15,080 (km/h)/V = 80,0 km/h

O que é medir?

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

Algumas definições Mensurando é o objeto da medição. É a grandeza específica submetida a medição. Indicação é o valor de uma grandeza fornecido por um sistema de medição. Indicação direta é o número mostrado pelo sistema de medição. A indicação direta pode ou não ser apresentada na unidade do mensurando.

constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/V Mensurando Intrumento de medição Indicação Direta tensão do gerador: 5,305 V Indicação constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/V Velocidade 5,305 V * 15,080 (km/h)/V = 80,0 km/h

Medir para que?

Medir para que? Monitorar Controlar Investigar Observar passivamente grandezas; Controlar Observar, comparar e agir para manter dentro das especificações; Investigar Descobrir o novo, explicar, formular.

Medir para monitorar... Compra e venda de produtos e serviços: consumo de água, energia elétrica, taxímetro, combustíveis, etc. Sinais vitais: pressão arterial, temperatura, nível de colesterol; Atividades desportivas: desempenho, recordes;

Medir para monitorar...

Medir para controlar... Medir Comparar Agir Especificações xxxx ± xx yyyy ± yy zzz ± z Medir Comparar Agir

Controle e Operação em tempo real Sistemas Elétricos de Potencia (SEP) SCADA

Medir para controlar...

Medir para controlar... rota pressão altitude temperatura velocidade

Medir para investigar...

Medir para investigar... Pequenas diferenças nas medidas podem levar a conclusões completamente diferentes.

Medir para investigar... Compreender Descobertas científicas, estudar fenômenos; Dominar Validar, know-how; Evoluir Melhorar continuamente, expandir limites

Elementos da inovação tecnológica Idéia invento oportunidade Produto Serviço Inovador pesquisa aplicada pesquisa aplicada CQ CQ patenteamento ensaios ensaios desenvolvimento desenvolvimento certificação certificação prototipagem prototipagem design marketing produção produção processos fabricação processos fabricação plano produção plano produção Onde tem metrologia?

Instrumentos de Medição

Dispositivo usado para fazer a comparação entre a quantidade medida de uma uma grandeza física e a quantidade padrão internacional

Instrumento de Medição Em qualquer modo de uso ele não pode, de forma alguma, alterar o perturbar o corpo ou o sistema sob medida. Por isso, cada instrumento de medida deve ser projetado e utilizado para sua aplicação especifica, uma vez que, quase sempre, o seu uso para outros fins costuma gerar erro na medida e perturbações no sistema.

Podem ser divididos em dois tipos: Instrumentos padrão: são projetados para simular ou reproduzir uma grandeza ou uma unidade de medida e seu uso é restrito a laboratórios ou à avaliações de instrumentos de medida. Pelo fato de serem usados como referencia, são mais bem construídos, mais complexos e requerem condições especiais de uso, manutenção, posicionamento, transporte, montagem etc.

Podem ser divididos em dois tipos: Instrumentos de medida: são projetados e usados para se obter a medida de uma grandeza. Não tem o grau de sofisticação de um instrumento padrão e, por isso, o seu erro é considerável, normalmente entre +\- 0,5% e +\- 5% Voltímetros, amperímetros, termômetros, barômetros etc.

Errar é inerente

Medições geram erros má definição do mensurando imperfeições do sistema de medição mensurando Sistema de medição indicação ± ERROS procedimento de medição influência do operador condições ambientais

O processo de medição

Processo de medição definição do mensurando procedimento de medição resultado da medição condições ambientais operador sistema de medição

O resultado da medição

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

Resultado da medição mensurando Sistema de medição indicação -IM RB VV

Resultado da medição RM = (RB ± IM) unidade É a faixa de valores dentro da qual deve se situar o valor verdadeiro do mensurando. Resultado base é a estimativa do valor do mensurando que, acredita-se, mais se aproxime do seu valor verdadeiro. Incerteza da medição é o tamanho da faixa simétrica, e centrada em torno do resultado base, que delimita a faixa onde se situam as dúvidas associadas à medição. RM = (RB ± IM) unidade

Pilares da Metrologia M Honestidade Conhecimento Bom-senso

Distribuição de Pontos 1 prova correspondendo a 70% da nota final; Listas de Exercícios e atividade em sala de aula correspondendo a 30% de nota. Presença obrigatória em sala de aula.

Bibliografia Referências Básicas Referências Complementares 1. SENRA, RENATO. Instrumentos e Medidas Eletricas, Editora Barauna – São- Paulo 2011. 2. ALBERTAZZI G. JUNIOR, A.; SOUSA, A. R., Fundamentos de Metrologia Científica e Industrial. Barueri: Manole, 2012. 3. BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO, V. J., Instrumentação e Fundamentos de Medidas, Volume 1. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011. 4. SOISSON, H. E., Instrumentação Industrial. Revisão Técnica: Luis Roberto de Godói Vidal. Curitiba: Hemus, 2002. Referências Complementares 1. CIPELLI, A. M. V.; MARKUS, O.; SANDRINI, W. J., Teoria e Desenvolvimento de Projetos de Circuitos Eletrônicos. 23 ed. São Paulo: Érica, 2011. 2. FIALHO, A. B., Instrumentação Industrial: Conceitos, Aplicações e Análises. 7. ed. rev. São Paulo: Érica, 2011. 3. IRWIN, J. D.; NELMS, R. M., Análise Básica de Circuitos para Engenharia. Tradução e Revisão Técnica: Fernando Ribeiro da Silva. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, c2010. 4. JOHNSON, D. E.; HILBURN, J. L.; JOHNSON, J. R., Fundamentos de Análise de Circuitos Elétricos. Tradução: Onofre de Andrade Martins e Marco Antonio Moreira de Santis. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000. 5. LIRA, F. A., Metrologia na Indústria. 7. ed. São Paulo: Érica, 2010.