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4 O Sistema de Medição

4 O Sistema de Medição. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial. 4.1. Métodos básicos de medição. 0. medidas materializadas. Método da comparação. O valor do mensurando é determinado comparando-o com um artefato cujo valor de referência é muito bem conhecido. Definição.

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4 O Sistema de Medição

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Presentation Transcript

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

  2. 4.1 Métodos básicos de medição

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

  4. 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)

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

  6. 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)

  7. d d padrão padrão peça peça Medição diferencial 0 relógio comparador 0 coluna base Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 8/42)

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

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

  10. 4.2 Módulos básicos de um sistema de medição

  11. unidade de tratamento do sinal dispositivo mostrador ou registrador indicação ou registro mensurando Módulos básicos de um SM sistema de medição transdutor e/ou sensor • amplifica potência do sinal do transdutor • pode processar o sinal • torna o sinal perceptível ao usuário • pode indicar ou registrar o sinal • em contato com o mensurando • transformação de efeitos físicos • sinal fraco Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 12/42)

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

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

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

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

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

  17. 4.3 Características metrológicas dos sistemas de medição

  18. 4 dígitos Quanto à faixa de utilização... • Faixa de indicação • intervalo compreendido entre o menor e o maior valor que pode ser indicado. faixa de indicação Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 19/42)

  19. 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)

  20. Exemplo 3½ dígitos 0 a 1000 V 0 a 200 V 0 a 20 V 0 a 2 V 0 a 200 mV Faixas nominais Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 21/42)

  21. 0 1 2 3 4 Quanto à indicação ... • Valor de uma divisão (da escala) • diferença entre os valores da escala correspondentes à duas marcas sucessivas. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 22/42)

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

  23. 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)

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

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

  26. 1/4 1/2 1/1 0 deslocamento do ponteiro (mm) 2 1 fração do volume total 0 1/4 1/2 1/1 Relação estímulo/resposta • Sensibilidade (variável): indicador do volume de combustível de um Fusca Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 27/42)

  27. 0 0 resposta y x estímulo Relação estímulo/resposta y x Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 28/42)

  28. 0 0 resposta y x estímulo Relação estímulo/resposta y x Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 29/42)

  29. 0 0 resposta y x estímulo Relação estímulo/resposta y x Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 30/42)

  30. 0 0 resposta y x estímulo Relação estímulo/resposta y x Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 31/42)

  31. 0 0 resposta y x estímulo Relação estímulo/resposta y x Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 32/42)

  32. 0 0 resposta y x estímulo erro de histerese Relação estímulo/resposta y x laço de histerese Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 4 - (slide 33/42)

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

  34. 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)

  35. 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)

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

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

  38. 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)

  39. 4.4 Representação absoluta e relativa

  40. 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)

  41. 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)

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