INSTRUMENTAÇÃO

1. Prof. Elvis Maciel de Lima
Instrumentação Industrial
( Introdução )

2. Prof. Elvis Maciel de Lima
Desenvolvimento de ferramenta de colaboração em massa
De apoio ao ensino de instrumentação industrial
Capítulo 1 –

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Introdução à Instrumentação Industrial
O que é a instrumentação?
Os processos industriais exigem controle na fabricação de seus produtos.
Estes processos são muito variados e abrangem diversos tipos de
produtos, como, por exemplo, a fabricação dos derivados do petróleo,
produtos alimentícios, a indústria de papel e celulose etc.
Em todos estes processos é absolutamente necessário controlar e manter
constantes algumas variáveis, tais como: pressão, vazão, temperatura,
nível, pH, condutividade, velocidade, umidade etc. Os instrumentos de
medição e controle permitem manter constantes as variáveis do processo,
objetivando a melhoria em qualidade, o aumento em quantidade do
produto e a segurança.
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O que é a instrumentação?
No entanto, o controle manual dessas variáveis muitas vezes é algo difícil
de obter. Devido a razões operacionais, ou então por se tratar de um
processo contínuo. Sendo assim impossível de ser aplicado por medições
manuais. Surge então o conceito de INSTRUMENTAÇÃO.
INSTRUMENTAÇÃO é a ciência que aplica e desenvolve técnicas para
adequação de instrumentos de medição, transmissão, indicação, registro e
controle de variáveis físicas em equipamentos nos processos industriais.

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Relações entre a instrumentação e metrologia
A instrumentação usa da metrologia para o controle dimensional de processos,
retirando assim medições necessárias e posteriormente sendo utilizadas para análise.
Mas a instrumentação também pode ser relacionada ao controle de processos,
usando de sinais mensurados como sinais de entrada para atuadores e sistemas
mecatrônicos. Podendo ser um controle de malha fechada na maioria das vezes.
Avaliação
Medição
Processo
Atuadores
feedback

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Terminologia aplicada
A terminologia aplicada à instrumentação é bem semelhante a usada pelo Vocabulário
Internacional de Metrologia (VIM), onde vários termos técnicos específicos são
utilizados para descrição da utilização. Alguns termos importantes são:
- Grandeza Mensurável: Atributo de um fenômeno, corpo ou substância que pode ser
qualitativamente distinguido e determinado.
- Unidade de Medida: Grandeza específica, definida e adotada por convenção, com a
qual outras grandezas de mesma natureza são comparadas para expressar suas
magnitudes em relação àquela grandeza.
- Medição: Conjunto de operações que tem por objetivo determinar um valor de uma
grandeza.

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Terminologia aplicada
- Sistema Internacional de Unidades: Sistema coerente de unidades
adotado e recomendado pela CGPM (Conferência Geral de Pesos e
Medidas). É estruturado em 7 unidades bases.
Grandeza
Unidades SI
Nome Símbolo
Comprimento metro m
Massa quilograma kg
Tempo segundo s
Corrente Elétrica Ampère A
Temp.Termodinâmica Kelvin K
Qtd. de Matéria mol mol
Intensidade Luminosa candela cd

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Terminologia aplicada
- Indicação: Valor de uma grandeza fornecido por um instrumento de medição.
- Exatidão de medição: Grau de concordância entre resultados de medições e um
valor verdadeiro do mensurando.
- Precisão de medição: Grau de concordância entre indicações ou valores
medidos, obtidos por medições repetidas, no mesmo objeto ou em objetos
similares, sob condições especificadas.
- Repetitividade: Grau de concordância entre os resultados de medições
sucessivas de um mesmo mensurando efetuadas sob as mesmas condições de
medição.
-Reprodutibilidade: Grau de concordância entre os resultados das medições de
um mesmo mensurando efetuadas sob condições variadas de medição.

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Terminologia aplicada
- Incerteza de medição: Parâmetro, associado ao resultado de uma medição, que
caracteriza a dispersão dos valores que podem ser fundamentalmente atribuídos a um
mensurando.
- Erro de medição: Resultado de uma medição menos o valor verdadeiro do
mensurando.
- Erro aleatório: Resultado de uma medição menos a média que resultaria de um
infinito número de medições do mesmo mensurando efetuadas sob condições de
repetitividade.
- Erro sistemático: Média que resultaria de um infinito número de medições do
mesmo mensurando, efetuadas sob condições de repetitividade, menos o valor
verdadeiro do mensurando.

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Terminologia aplicada

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Terminologia aplicada
- Faixa de indicação: Conjunto de valores compreendidos entre duas
indicações extremas.
- Sensibilidade: Variação da resposta de um instrumento de medição
dividida pela correspondente variação do estímulo.
Exemplos:
Acelerômetro piezelétrico de 100 mV/g
LVDT de 6,9 – 7,2 mV/V/.001”
Transdutor de pressão de 10 mV/g ±1%
- Valor de uma divisão: Diferença entre valores da escala correspondente a
duas marcas sucessivas.
- Resolução: Menor diferença entre indicações de um dispositivo mostrador
que pode ser significamente percebida.

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Terminologia aplicada
Menor divisão: 0,01 mm
Resolução: ?? (Depende
da habilidade do
operador)
Menor divisão: 0,01 mm
Resolução: 0,01 mm

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Terminologia aplicada
- Histerese: É o erro máximo apresentado por um instrumento para um
mesmo valor em qualquer ponto da faixa de trabalho, quando a variável
percorre toda a escala nos sentidos ascendente e descendente.
- Calibração: Conjunto de operações que estabelece, sob condições
especificadas, a relação entre os valores indicados por um instrumento de
medição ou sistema de medição ou valores representados por uma medida
materializada ou um material de referência, e os valores correspondentes
das grandezas estabelecidas por padrões.
- Curva de calibração: Expressão da relação entre uma indicação e o valor
medido correspondente.

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Terminologia aplicada
Exemplos de calibração
(Micrômetro, LVDT, Paquímetro)

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Aplicações com a instrumentação
A instrumentação pode ser aplicada a todas as grandezas de medição,
sendo mais discutidas nesse curso as de:
- Dimensionais;
- Grandezas de Vibração:
- Força;
- Elétricas;
- Temperatura;
- Pressão.
- Deslocamento;
- Velocidade;
- Aceleração.