INSTRUMENTAÇÃO
Mensuração de Força e Pressão
Jocarli Alencastro
Profs. Isaac Silva - Filipi Viana - Felipe Dalla Vecchia 2013
Medidores de Força
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Medidores de Força
Na prática, a medição de força ou torque é realizada com instrumentos
simples como :
1- Balança de braço com pivot central;
2 - Balança de massa deslizante
3- Dinamômetros de mola;
4- Células de carga.
Medidores de Força
Balança de braço com Pivot central
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Medidores de Força
Dinamômetros de massa deslizante
Medidores de Força
Dinamômetros de mola
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Medidores de Força
Célula de carga
Células de carga de carbono e as células de carga de fluidos
Em uma célula de carbono, a compressão do carbono altera sua
condutividade elétrica e então altera a tensão. Em uma célula de fluido, a
compressão exercida sobre o fluido é medida no manômetro e utilizada
para calcular a força.
Medidores de Força
Célula de carga
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Medidores de Força
Célula de carga
Os metais utilizados na fabricação de strain-gages utilizados nas células de
carga são ligas de resistividade elevada Constantan (45% Ni, 55% Cu) ou
Nicromo (80% Ni, 20% Cr), que permitem obter resistências padronizadas
de 60, 120, 240, 350, 500 e 1kΏ.
Medidores de Força
Célula de carga
1- Alta precisão de medida;
2- Baixo custo;
3 -Excelente resposta dinâmica;
4- Excelente linearidade;
5- Fácil de instalar;
6- Pode ser usado imerso na água ou em atmosfera corrosiva
7- Possibilidade de se efetuar medidas a distância.
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Medidores de Pressão
Variação de tensão da saída ( e)
Medidores de Pressão
Pressão absoluta: é medida com relação ao vácuo perfeito, ou seja, é a
diferença da pressão em um determinado ponto de medição pela pressão do
vácuo (zero absoluto). Ex.: A pressão absoluta que a atmosfera exerce ao nível
do mar é de 760mmHg.
Pressão manométrica (Gauge): é medida em relação à pressão do ambiente
ou seja em relação a atmosfera. Ou seja, é a diferença entre a pressão absoluta
medida em um ponto qualquer no fluido e a pressão atmosférica. É sempre
importante registrar na notação que a medição é relativa. Ex.: 10Kgf/cm2
Pressão Relativa.
Pressão diferencial: é a diferença de pressão medida entre dois pontos do
fluido.
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Medidores de Pressão
Medidores de Pressão
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Medidores Pressão Mecânicos
Tipos de Manômetro
Manômetros de Líquidos
Elementos de Recepção
Tipo tubo em U
Tipo tubo Reto
Tipo tubo Inclinado
Manômetro Elástico
Tipo tubo de Burdon
Tipo C
Tipo Espiral
Tipo Helicoidal
Tipo Diafragma
Tipo Fole
Medidores Pressão Mecânicos
Ele.Recepção
Tubo de burdon
Diafragma
Fole
Aplicação/Restrição
Faixa de Pressão
Não apropriado para
micropressão
~ 1000kgf/cm²
Baixa Pressão
~ 3 kgf/cm²
Baixa e Média Pressão
~ 10 kgf/cm²
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Medidores Pressão Mecânicos
Manômetros de Simples Tubo em U
Medidores Pressão Mecânicos
Manômetros de Cisterma (Tubo reto)
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Medidores Pressão Mecânicos
Como A 2 é consideravelmente menor
que A 1pode-se aproximar a eq:
Medidores Pressão Mecânicos
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Medidores Pressão Mecânicos
Medidores Pressão Mecânicos
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Medidores Pressão Mecânicos
Medidores de Pressão Eletrônicos
1- Capacitivo;
2- Indutivo;
3- Piezoresistivo;
4- Piezoelétrico
5- Silício Ressonante;
6- Potênciométrico
7- Ótico
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Medidores de Pressão Eletrônicos
Medidores de Pressão Eletrônicos
Tipo LVDT
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Medidores de Pressão Eletrônicos
Tipo Piezoelétrico
Medidores de Pressão Eletrônicos
Tipo Piezoresistivo
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Medidores de Pressão Eletrônicos
Tipo Capacitivo
Medidores de Pressão Eletrônicos
Tipo Capacitivo
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Medidores de Pressão Eletrônicos
Tipo Capacitivo
Medidores de Pressão Eletrônicos
Sensor Potênciométrico
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Medidores de Pressão Eletrônicos
Sensor Ótico
Medidores de Vazão
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Medidores de Vazão (Pressão)
Placa de Orifício e de Bocal :
Este dispositivo constitui-se por uma placa com um orifício de área
(Ao) e diâmetro (d) que gera uma perda de carga na tubulação.
Medindo-se a pressão nas regiões I e II é possível quantificar a vazão
volumétrica no sistema.
Bocal
Orifício
1
2
1
2
Medidores de Vazão (Pressão)
Placa de Orifício


Vantagens
◦ Instalação fácil
◦ Construção simples
◦ Econômica
◦ Manutenção e troca
simples
Desvantagens
◦ Alta perda de carga
◦ Baixa rangeabilidade
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Medidores de Vazão (Pressão)
Placa de Bocal
O Bocal de vazão (Flow nozzle) é, em muitos aspectos, um
meio termo entre a placa de orifício e o tubo Venturi. O perfil
dos bocais de vazão permite sua aplicação em serviços em
que o fluido é abrasivo e corrosivo
O perfil de entrada é projetado de forma a guiar a
veia até atingir a seção estrangulada do elemento de
medição, seguindo uma curva elíptica (projeto
ASME) ou pseudoelíptica (projeto ISA). Seu principal
uso é em medição de vapor com alta velocidade,
recomendado para tubulações > 50 mm
Medidores de Vazão (Pressão)
Tubo de Venturi
São mais precisos que os de orifício e de bocal ,pode ser usado para
fluídos de alta velocidade pois não são tão sensíveis á abrasão e a
obstruções
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Medidores de Vazão (Pressão)
Tubo de Venturi
1- Podem ser usados para medir qualquer fluido;
2 - Boa precisão;
3 - Resistência à abrasão e ao acúmulo de poeira ou sedimentos;
4 - Capacidade de medição de grandes escoamentos de líquidos em
grandes tubulações;
5 - Não há nenhum elemento mecânico imerso no escoamento.
Medidores de Vazão (Pressão)
Tubo de Pitot
Um tubo de Pitot é um dispositivo que possui orifícios nas paredes
paralelos e perpendiculares `a direção do fluxo e que fornece a
velocidade deste pela diferença entre as pressões total ou de estagnação
(PT), no ponto (b) e estática (PS) em (Pa), no ponto.
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Medidores de Vazão (Pressão)
Tubo de Pitot
Utilizado em Ampla faixa de pressões simples barato robusto adaptável
para funcionar em ambientes com temperaturas muito elevadas e para
ampla faixa de pressões.
Aplicações : Velocidade de automóveis;
Velocidade de Navios;
Velocidade de aviões comerciais.
Medidores de Vazão (Pressão)
Cálculo da vazão :
Cd :
Venturi = 0,97;
Orifício = 0,62.
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