Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial

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44
O Sistema de MediçãoO Sistema de Medição
Fundamentos da MetrologiaFundamentos da Metrologia
Científica e IndustrialCientífica e Industrial

4.14.1
Métodos básicos de mediçãoMétodos básicos de medição

Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 3/42)
Método da comparaçãoMétodo da comparação
 O valor do mensurando é determinadoO valor do mensurando é determinado
comparando-o com um artefato cujo valor decomparando-o com um artefato cujo valor de
referência é muito bem conhecido.referência é muito bem conhecido.
0
medidas
materializadas

DefiniçãoDefinição
 Medida materializada:Medida materializada:
 Dispositivo destinado a reproduzir ouDispositivo destinado a reproduzir ou
fornecer, de maneira permanente durante seufornecer, de maneira permanente durante seu
uso, um ou mais valores conhecidos de umauso, um ou mais valores conhecidos de uma
dada grandeza.dada grandeza.
 São exemplos: massas-padrão; resistorSão exemplos: massas-padrão; resistor
elétrico padrão; um bloco-padrão; um materialelétrico padrão; um bloco-padrão; um material
de referência.de referência.

Método da indicaçãoMétodo da indicação
 Mostram um número proporcional ao valorMostram um número proporcional ao valor
do mesurando.do mesurando.
Galvanômetro.
Termômetro de Bulbo.

Medição diferencialMedição diferencial
 A pequena diferença entre oA pequena diferença entre o
mensurando e uma medidamensurando e uma medida
materializada é indicada.materializada é indicada.

Medição diferencialMedição diferencial
base
coluna
relógio
comparador
0
0
d
padrão peçapeça
d

característica indicação comparação diferencial
velocidade de medição muito rápido muito lento rápido
facilidade de automação muito fácil muito difícil muito fácil
estabilidade com tempo instável muito estável muito estável
custo moderado a
elevado
elevado moderado
muito usada
na indústria
Análise comparativaAnálise comparativa
A seleção do melhor método de medição depende de uma série de
características da aplicação para a qual a medição se destina.

4.24.2
Módulos básicos de um sistemaMódulos básicos de um sistema
de mediçãode medição

Módulos básicos de um SMMódulos básicos de um SM
transdutor
e/ou
sensor
transdutor
e/ou
sensor
unidade de
tratamento
do sinal
unidade de
tratamento
do sinal
dispositivo
mostrador
ou
registrador
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
A grande maioria dos sistema de medição que operam pelo
princípio da indicação apresenta três módulos funcionais bem
definidos

Dispositivos registradoresDispositivos registradores

Módulos de um SMMódulos de um SM
F
d
transdutor
dispositivo
mostrador

F
D
A
transdutor
dispositivo
mostrador
unidade de
tratamento de sinais

PW A
F
N
B
14,5 N
ID

4.34.3
Características metrológicas dosCaracterísticas metrológicas dos
sistemas de mediçãosistemas de medição

Quanto à faixa de utilização...Quanto à faixa de utilização...
 Faixa de indicaçãoFaixa de indicação
 intervalo compreendido entre o menor e ointervalo compreendido entre o menor e o
maior valor que pode ser indicado.maior valor que pode ser indicado.
faixa de
indicação
4 dígitos

Quanto à faixa de utilização...Quanto à faixa de utilização...
 Faixa nominalFaixa nominal
 faixa ativa selecionada pelo usuário.faixa ativa selecionada pelo usuário.
 Faixa de mediçãoFaixa de medição
 faixa de valores do mensurando para afaixa de valores do mensurando para a
qual o sistema de medição foi desenhadoqual o sistema de medição foi desenhado
para operar.para operar.

ExemploExemplo
3½
dígitos0 a 1000 V
0 a 200 V
0 a 20 V
0 a 2 V
0 a 200 mV
Faixas
nominais

Quanto à indicação ...Quanto à indicação ...
 Valor de uma divisão (da escala)Valor de uma divisão (da escala)
 diferença entre os valores da escaladiferença entre os valores da escala
correspondentes à duas marcas sucessivas.correspondentes à duas marcas sucessivas.
00 11 22 33 44

g
1,0
quantidade de açúcar (g)
indicação (g)
2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
1,0
2,0
3,0
4,0
0,0
0,0
incremento
digital01234
Incremento digital

 ResoluçãoResolução
 é a menor diferença entre indicações queé a menor diferença entre indicações que
pode ser significativamente percebidapode ser significativamente percebida
 Nos instrumentos digitais é igual aoNos instrumentos digitais é igual ao
incremento digitalincremento digital
 Nos instrumentos analógicos pode ser:Nos instrumentos analógicos pode ser:
 VDVD
 VD/2VD/2
 VD/5VD/5
 VD/10VD/10

Relação estímulo/respostaRelação estímulo/resposta
 Sensibilidade (constante):Sensibilidade (constante):
0 mm
40 mm
400 N
0 mm
4 mm
400 N
A B
F (N)
d (mm)
0 400
40
4
B
A
∆ resposta
∆ estímulo
SbA = 0,01 mm/N SbB = 0,10 mm/N
Δestimulo
Δresposta
Sb =

Quanto ao erro de medição ...Quanto ao erro de medição ...
 RepetitividadeRepetitividade
 faixa dentro da qual é esperado o errofaixa dentro da qual é esperado o erro
aleatório em medições repetidasaleatório em medições repetidas
realizadas nas mesmas condições.realizadas nas mesmas condições.
 Reprodutibilidade (Reprodutibilidade (exprime a intensidade com queexprime a intensidade com que
agem os erros aleatórios)agem os erros aleatórios)
 faixa dentro da qual é esperado o errofaixa dentro da qual é esperado o erro
aleatório em medições repetidasaleatório em medições repetidas
realizadas em condições variadas.realizadas em condições variadas.

 Erro de linearidade (Erro de linearidade ( é um parâmetro que exprime oé um parâmetro que exprime o
quanto a curva característica de resposta real se afasta da linha retaquanto a curva característica de resposta real se afasta da linha reta
idealideal ))
estímulo
resposta
d2d1
reta MMQ
EL = máx(d1, d2)

 Erro máximo ( é o parâmetro numérico que melhor descreve
a qualidade global do sistema de medição )
Erro
Indicação
Es
Re
Re
Emáx
- Emáx

Quanto a erros de medição ...Quanto a erros de medição ...
 Precisão e exatidãoPrecisão e exatidão
 são termos apenassão termos apenas qualitativosqualitativos. Não. Não
podem ser associados a números.podem ser associados a números.
 PrecisãoPrecisão significasignifica pouca dispersãopouca dispersão. Está. Está
associado ao baixo nível de errosassociado ao baixo nível de erros
aleatórios.aleatórios.
 ExatidãoExatidão é sinônimo de “é sinônimo de “sem errossem erros”. Um”. Um
sistema de medição com grande exatidãosistema de medição com grande exatidão
apresenta pequenos erros sistemáticos eapresenta pequenos erros sistemáticos e
aleatórios.aleatórios.

4.44.4
Representação absoluta e relativaRepresentação absoluta e relativa

Representação absolutaRepresentação absoluta
 Parâmetros expressos na unidade doParâmetros expressos na unidade do
mensurando:mensurando:
 EEmáxmáx = 0,003 V= 0,003 V
 Re = 1,5 KRe = 1,5 K
 Sb = 0,040 mm/NSb = 0,040 mm/N
 É de percepção mais fácil.É de percepção mais fácil.

 Parâmetro é expresso como umParâmetro é expresso como um
percentual de um valor de referênciapercentual de um valor de referência
 Em relação ao valor final de escala (VFE)Em relação ao valor final de escala (VFE)
 EEmáxmáx = 1% do VFE= 1% do VFE
 EL = 0,1% (do VFE)EL = 0,1% (do VFE)
 Em relação à faixa de indicaçãoEm relação à faixa de indicação
 Em relação ao valor nominal (medidasEm relação ao valor nominal (medidas
materializadas)materializadas)
 Facilita comparações entre SM distintosFacilita comparações entre SM distintos
Representação relativa ouRepresentação relativa ou
fiducialfiducial

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