O documento discute conceitos fundamentais de instrumentação industrial, incluindo definições de processo, variável, medição, controle e instrumentos. Também aborda temas como erros em instrumentos analógicos e digitais, requisitos para bom desempenho operacional, sistemas para medição de temperatura, pressão e vazão.

1. Automação de
Processos e Serviços
Ricardo Magno
@ricmagno
linkedin.com/in/ricardomagno

3. Automação de
Processos e Serviços
Ricardo Magno
@ricmagno
linkedin.com/in/ricardomagno

4. Instrumentação
• Estudo teórico e prático dos instrumentos e seus
princípios científicos, utilizados para monitorar de
forma contínua, ou discreta, o comportamento de
variáveis de controle

5. Definições
• Processo: sequência de operações em um
conjunto de máquinas e/ou equipamentos
necessários para a manufatura de um produto
• Variável: são condições ou situações que
ocorrem durante um processo produtivo, que
podem ou não interferir no processo ou no
produto, alterando a qualidade, a produtividades ou
deixando o processo inseguro
• Medir: determinar ou verificar a extensão de
uma grandeza ou variável
• Indicar: apontar, mostrar sinalizar o valor de uma
variável

6. Definições
• Registrar: escrever ou lançar uma informação a
fim de gerar um histórico
• Controle: verificação de uma variável para
possíveis correções fazendo com que a mesma
permaneça dentro de uma tolerância de trabalho
pré-determinada
• Instrumentos: equipamento industrial
responsável em controlar, medir, registra ou indicar
as variáveis de um processo produtivo

7. Erros na instrumentação
• Instrumentos analógicos:
• Erro de paralaxe: posicionamento incorreto do usuário em relação
ao instrumento. Forma-se um ângulo incorreto entre a vinha de visão do
usuário e uma reta perpendicular à escala do aparelho.
• Erro de interpolação: função do posicionamento do ponteiro em
relação à escala de medida do instrumento. O ponteiro acusa uma
posição incerta entre dois valores conhecidos.
• Instrumentos digitais:
• Os valores lidos são expressos, geralmente, entre 3 1/2 e 8 1/2 o 1/2
dígito se usa na especificação porque o dígito mais significativo pode,
unicamente, assumir valores de 0 a 9

8. Instrumentos digitais
• Display: 8.8.8.8
• Medida 1: 3.456 °C incremento de 0.001
• Medida 2: 34.56 °C incremento de 0.01
• Medida 3: 345.6 °C incremento de 0.1
• Medida 4 3456 °C incremento de 1

9. Requisitos Mínimos para um Bom
Desempenho Operacional
• Equipamentos e sistemas dimensionados adequadamente.
• Seleção de instrumentos de medição adequados, especialmente os
medidores de vazão.
• Instrumentos instalados e aferidos de forma adequada controladores bem
sintonizados.
• Equipamento corretamente parametrizado sintonizados.
• Válvulas de controle operando dentro das faixas para as quais foram
projetadas.

10. Temperatura
• Grandeza física que mensura a energia cinética
média de cada grau de liberdade de cada uma das
partículas de um sistema em equilíbrio térmico.

11. Temperatura
• Calor é a energia em trânsito que é transferida por meio da fronteira de
uma sistema termodinâmico em virtude de uma diferença de temperatura.
• Condução: o calor flui de uma região de alta de temperatura para
baixa através de contato físico
• Convecção: condução, armazenamento de energia e movimento da
mistura. Sólido para líquido ou gás.
• Radiação: transmissão através de ondas eletromagnéticas

12. Sistemas termoelétricos
• Termopares
• Termômetros de resistência
• Pirômetros óticos

13. Termopares
• Uma força eletromotriz (FEM) é gerada pelo circuito formado pela junção
de diferentes metais
• A FEM é mais intensa quanto maior a diferença de temperatura (T1-T2),
servindo de medida de T1 quando T2 é constante.
T1 T2

14. Termopares

15. Termopares

16. Termopares

17. Termômetros de resistência
• Baseado na variação de
resistência elétrica dos metais
com a temperatura
• Diferente dos termopares,
não é necessário o uso de cabos
especiais para conexão com o
sensor.

18. Termômetros de resistência
• PT 100: resistência de 100 ohms em 0 °C e 138.4 ohms em 100 °C
• PT 200: resistência de 200 ohms em 0 °C
• PT 500: resistência de 500 ohms em 0 °C
• PT 1000: resistência de 1000 ohms em 0 °C

20. Pirômetros Óticos
• Os corpos aquecidos emitem radiações perceptíveis ao olho humano
quando as temperaturas são bastantes elevadas
• Comparando-se a cor da radiação emitida com a de uma padrão, consegue-
se determinar a temperatura do corpo.

21. Pirômetros Óticos

22. Pirômetros Óticos

23. Pressão
• Força aplicada em uma área
• Pressão Absoluta: Diferença entre a pressão em um ponto
particular num fluído e a pressão absoluta (zero). Ex: Barômetro
• Pressão Diferencial: Diferença entre das pressões desconhecidas
• Pressão Negativa ou Vácuo: Sistema com pressão relativa menor
que a pressão no vácuo. Ex: Sistemas de ar condicionado
• Pressão Estática: Exercida por um líquido em repouso ou que esteja
fluindo perpendicularmente à tomada de impulso
• Pressão Dinâmica ou Cinética: Pressão exercida por um fluido
em movimento

24. Indicadores tipo diafragma

25. Indicadores tipo diafragma
• Strain Gauge dispositivo cuja resistência elétrica varia na proporção do valor
da distensão no dispositivo. O strain gauge mais amplamente utilizado é o de
ligação metálica.

26. Indicadores tipo diafragma
• Os elementos piezoelétricos são cristais (cerâmica policristalina, turmalina,
titanato, quartzo ou quartzo cultivado) que acumulam cargas elétricas em
certas áreas de estrutura cristalina, quando sofrem uma deformação física, por
ação de uma pressão.

27. Vazão
• Volume de determinado fluido que passa por uma determinada seção de um
conduto livre ou forçado, por uma unidade de tempo.
• Líquidos
• Gases
• Medidores de vazão tipo:
• Turbina
• Eletromagnético
• Pressão diferencial
• Ultra sônico

28. Medidor de Vazão tipo Turbina

29. Medidor de Vazão tipo Turbina

30. Medidor de Vazão tipo Eletromagnético

31. Medidor de Vazão tipo Eletromagnético

32. Medidor de Vazão por Pressão Diferencial

33. Medidor de Vazão por Pressão Diferencial

34. Medidor de Vazão por Ultra som

35. Medidor de Vazão por Ultra Som

36. Obrigado!