Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial

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

2 Definições Neste texto:
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. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 2/42)

3 Métodos básicos de medição
4.1 Métodos básicos de medição

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

5 Definição Medida materializada:
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. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 5/42)

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

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

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

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

10 muito usada na indústria
Análise comparativa característica indicação comparação diferencial velocidade de medição muito rápido muito lento rápido facilidade de automação muito fácil muito difícil estabilidade com tempo instável muito estável custo moderado a elevado elevado moderado muito usada na indústria Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 10/42)

11 Módulos básicos de um sistema de medição
4.2 Módulos básicos de um sistema de medição

12 Módulos básicos de um SM
sistema de medição transdutor e/ou sensor unidade de tratamento do sinal dispositivo mostrador ou registrador indicação ou registro mensurando 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 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 12/42)

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

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

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

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

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

18 Características metrológicas dos sistemas de medição
4.3 Características metrológicas dos sistemas de medição

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

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

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

22 Quanto à indicação ... Valor de uma divisão (da escala)
diferença entre os valores da escala correspondentes à duas marcas sucessivas. 1 2 3 4 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 22/42)

23 Quanto à indicação ... Incremento digital 4 3 2 1 1,0
quantidade de açúcar (g) indicação (g) 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 0,0 4 3 2 1 incremento digital g Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 23/42)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

37 Quanto ao erro de medição ...
Erro de linearidade d1 d2 resposta reta MMQ EL = máx(d1, d2) estímulo Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 37/42)

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

39 Quanto a erros de medição ...
Precisão e exatidão são termos apenas qualitativos. Não podem ser associados a números. 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. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 39/42)

40 Representação absoluta e relativa
4.4 Representação absoluta e relativa

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

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