HÁ VÁRIAS CLASSIFICAÇÕES POSSÍVEIS
UM EXEMPLO DE INSTALAÇÃO
ALGUMAS APLICAÇÕES
Mostradores de Medidor de 3,5 e 4,5 Dígitos
Em um instrumento digital, a resolução é dada pelo número
de dígitos ou contagens de seu display.
Um instrumento com 3½ dígitos tem 3 dígitos “completos”
(isto é, capazes de mostrar os algarismos de 0 até 9 e 1
“meio dígito”, que só pode apresentar 2 valores: 0 (nesse
caso o algarismo está “apagado”) ou 1; portanto, este
instrumento pode contar até 1999.
Um outro instrumento de 4½ dígitos tem maior resolução,
pois pode apresentar 19999 contagens.
Instrumentos com contagem de 3000 (3 3/4 dígitos), 4000
(3 4/5 dígitos) ou 6000 (36/7 dígitos) também são
fabricados, até com resoluções maiores.
Mostradores de Medidor de 3,5 e 4,5 Dígitos
Dígito Completo : Medidores digitais são tipicamente descritos como
tendo uma capacidade de “meio dígito”. Um dígito completo é um
segmento de mostrador que pode representar todos os números de 09, isto é 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9.
Meio Dígito: Meio dígito pode mostrar apenas o número 1. O meio
dígito é sempre o primeiro dígito mostrado. Por causa do meio dígito
ser basicamente apenas um “1” tem uso possível limitado.
Ponto Decimal : O ponto decimal é apenas um segmento “ponto” que é
manualmente mostrado após o segmento número apropriado mostrar o
número completo apropriado desejado. Um ponto pode ser mostrado
após qualquer número desejado, tipicamente através de ajuste de
jumper. Se o jumper não for instalado, nenhum ponto sob qualquer
condição será mostrado.
Exemplo de Mostrador de 3,5 Dígitos
Um mostrador de 3,5 dígitos é na verdade de quatro segmentos, um
meio dígito e 3 dígitos completos. Mostrando capacidade máxima ele
leria 1999. Se quiséssemos mostrar 30kV num medidor de 3,5 dígitos
teríamos que “descartar” o meio dígito principal uma vez que não
podemos fazer uso dele porque é apenas um“1”. Estamos limitados a
usar os três dígitos completos, dessa forma o mostrador seria 300. O
ponto decimal é colocado manualmente através de um jumper, dessa
forma o mostrador final seria 30.0 e o termo “kV” seria mostrado na
sobreposição do painel frontal. Se quisermos mostrar 10kV num
medidor de 3,5 dígitos podemos fazer uso do meio dígito principal.
Neste caso teríamos quatro dígitos de resolução com o medidor
mostrando 1000. Colocando o ponto decimal adequadamente, a leitura
do medidor final seria 10.00 com o termo “kV” mostrado na
sobreposição do painel frontal.
Exemplo de Mostrador de 4,5 Dígitos
Um mostrador de 4,5 dígitos é na verdade de cinco segmentos, um
meio dígito e 4 dígitos completos. Mostrando capacidade máxima ele
leria 19999.
Usando os exemplos acima, se quiséssemos mostrar 30kV num medidor
de 4,5 dígitos teríamos que “descartar” o meio dígito principal uma vez
que não podemos fazer uso dele porque é apenas um“1”. Estamos
limitados a usar os quatro dígitos completos dessa forma o mostrador
seria 3000. O ponto decimal é colocado manualmente através de um
jumper, dessa forma o mostrador final seria 30.00 e o termo “kV” seria
mostrado na sobreposição do painel frontal.
Se quisermos mostrar 10kV num medidor de 4,5 dígitos podemos fazer
uso do meio dígito principal. Neste caso teríamos cinco dígitos de
resolução com o medidor mostrando 10000. Colocando o ponto decimal
adequadamente a leitura do medidor final seria 10.000 com o termo
“kV” mostrado na sobreposição do painel frontal.
Encoder, em automação industrial, é um dispositivo
eletromecânico que conta ou reproduz pulsos elétricos a partir
do movimento rotacional de seu eixo. Pode ser definido
também como um transdutor de posição angular.
Encoders ou geradores de Impulsos são equipamentos
eletromecânicos, utilizados para conversão de movimentos
rotativos ou deslocamentos lineares em impulsos elétricos de
onda quadrada, que geram uma quantidade exata de impulsos
por volta em uma distribuição perfeita dos pulsos ao longo dos
360 graus do giro do eixo. Aplicação: podem ser utilizados em
conjunto com contadores, tacômetros, controladores lógicos
programáveis ou conversores de freqüência para sinais
analógicos. Fornecem medidas e controles precisos em
velocidades de rotação, velocidades lineares, posicionamentos
angulares, volumes ou vazões de produtos líquidos, robótica e
outras aplicações em processos diversos.
Existem dois tipos de encoder: Incremental e
absoluto.
INCREMENTAL indicam a mudança de posição e
não a posição real.
ABSOLUTO  Indicam a posição real do objeto.
Aqui temos um transdutor linear em que existe uma
tira de material plástico onde estão gravadas as
posições do objeto, as quais são lidas por um
transdutor quando ele se desloca.
A ideia dos dispositivos denominados encoders é antiga. Os cilindros dos
antigos pianos que "tocavam sozinhos" ou ainda dos cilindros com pinos das
caixinhas de música é o ponto de partida.
Colocando os pinos de um cilindro em posições determinadas pelas notas
musicais que devem ser acionadas, ao girar esses pinos acionavam lâminas
de comprimentos diferentes que então produziam as notas correspondentes,
conforme mostra a figura
TAREFA
Como tornar possível detectar a direção da rotação em
encoders relativos ?
O que é código de Gray ? Qual a sua aplicação ?
CLASSIFICAÇÃO POR FUNÇÃO
CONCEITOS BÁSICOS DE MEDIÇÃO
Medir é estabelecer uma relação numérica entre uma grandeza
e outra, de mesma espécie, tomada como unidade.
Medidas elétricas só podem ser realizadas com a utilização de
instrumentos medidores, que permitem a quantificação de
grandezas cujo valor não poderia ser determinado através dos
sentidos humanos.
Padrão é a grandeza que serve de base ou referência para a
avaliação da quantidade ou da qualidade da medida; deve ser
estabelecido de tal forma que apresente as seguintes
características:
CONCEITOS BÁSICOS DE MEDIÇÃO
• características:
 permanência, significando que o padrão pode se alterar com
o passar do tempo nem com a modificação das condições
atmosféricas;
 reprodutibilidade, que é a capacidade de obter uma cópia fiel
do padrão.
No tratamento de erros. os termos exatidão e
precisão - embora sejam muitas vezes usados como
sinônimos - têm significado diferentes:
• Exatidão: é a propriedade que exprime o
afastamento que existe entre o valor lido no
instrumento e o valor verdadeiro da grandeza que
se está medindo.
• Precisão: característica de um instrumento de
medição, determinada através de um processo
estatístico de medições, que exprime o afastamento
mútuo entre as diversas medidas obtidas de uma
grandeza dada, em relação à média aritmética
dessas medidas (Norma P-NB-278/73, da ABNT).
A precisão é, portanto, uma qualidade relacionada
com a repetibilidade das medidas, isto é, indica o
grau de espalhamento de uma série de medidas em
torno de um ponto.
Para ilustrar a diferença, imagine-se um atirador tentando atingir
um alvo, como ilustrado na Figura 6.1. Em (a) não houve exatidão
nem precisão por parte do atirador; em (b) pode-se dizer que o
atirador foi preciso, pois todos os tiros atingiram a mesma região do
alvo, porém não foi exato, já que esta região está distante do
centro; em (c) conclui-se que o atirador foi exato, além de preciso.
A precisão é um pré-requisito da exatidão,
embora o contrário não seja verdadeiro.
Assim, dizer que um instrumento é preciso
não implica, necessariamente, que seja exato.
INSTRUMENTOS ANALÓGICOS
São instrumentos cujo sinal registrado, ou medido, é uma
função contínua.
Os mais comuns são os instrumentos analógicos elétricos aos
quais nos ateremos neste curso
O instrumento analógico elétrico tem como fundamentação
básica a medida de corrente (amperímetro); adaptações
feitas neste medidor permitem que seja usado para a medida
de outras grandezas, como tensão e resistência.
INSTRUMENTOS ANALÓGICOS
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
Os instrumentos analógicos baseiam sua operação em algum
tipo de fenômeno eletromagnético ou eletrostático, como a
ação de um campo magnético sobre uma espira percorrida
por corrente elétrica ou a repulsão entre duas superfícies
carregadas com cargas elétricas de mesmo sinal.
São, portanto, sensíveis a campos elétricos ou magnéticos
externos, de modo que muitas vezes é necessário blindá-los
contra tais campos.
Este instrumento é chamado, genericamente, de
galvanômetro
INSTRUMENTOS ANALÓGICOS
CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS
O mecanismo de suspensão é a parte mais delicada de um
instrumento analógico. É ele quem promove a fixação da
parte móvel (geralmente um ponteiro) e deve proporcionar
um movimento com baixo atrito.
Os tipos de suspensão mais utilizados são:
Os tipos de suspensão mais utilizados são:
• por fio, usado em instrumentos de precisão, devido ao
excepcional resultado que proporciona;
• por pivô (conhecido também como mecanismo
d’Arsonval), composto de um eixo de aço (horizontal ou
vertical) cujas extremidades afiladas se apoiam em mancais
de rubi ou safira sintética;
• suspensão magnética, devida à força de atração (ou
repulsão) de dois pequenos ímãs, um dos quais preso à parte
móvel e o outro fixado ao corpo do aparelho.
ESCALA
A escala é um elemento importante nos instrumentos
analógicos, já que é sobre ela que são feitas as leituras. Entre
suas muitas características podem-se ressaltar as seguintes:
• Fundo de escala ou calibre: o máximo valor que
determinado instrumento é capaz de medir sem correr o risco
de danos.
• Linearidade: característica que diz respeito à maneira como
a escala é dividida. Quando a valores iguais correspondem
divisões iguais, diz-se que a escala é linear (ou homogênea),
como aquelas mostradas na Figura a seguir.
Caso contrário, a escala é chamada não-linear (heterogênea),
como a que aparece acima do espelho da Figura a seguir.
Correção do efeito de paralaxe: muitos instrumentos
possuem um espelho logo abaixo da escala graduada, como
mostrado na Figura 6.5; neste caso, a medida deverá ser feita
quando a posição do observador é tal que o ponteiro e sua
imagem no espelho coincidam.
• Posição do zero: a posição de repouso do ponteiro, quando
o instrumento não está efetuando medidas (zero) pode variar
muito: zero à esquerda, zero à direita, zero central, zero
deslocado ou zero suprimido (aquela que inicia com valor
maior que zero). Na Figura a seguir são mostrados alguns
tipos de escalas que se diferenciam quanto à posição do zero.
Costuma-se explicitar a posição do zero através da
designação da escala.
Por exemplo:
0 – 200 mA - miliamperímetro, escala com zero à
esquerda.
120 – 0 -120 V - voltímetro, escala com zero central.
40 – 0 – 200 V - voltímetro, escala com zero
deslocado.
10 – 200 Amperímetro, escala com zero suprimido.
Principais Características Operacionais
• Sensibilidade
Todos os instrumentos analógicos possuem uma resistência
interna, devida à existência dos enrolamentos, conexões e
outras partes; portanto, quando inseridos em um circuito,
esses aparelhos causam uma mudança na configuração
original.
A sensibilidade (S) é uma grandeza que se relaciona à
resistência interna dos instrumentos; no caso de medidores
analógicos, ela é calculada tomando-se como base a corrente
necessária para produzir a máxima deflexão no ponteiro
(Imax). Então :
Principais Características Operacionais
• Sensibilidade
ATENÇÃO: não se deve confundir Sensibilidade de um
instrumento elétrico com a definição estatística de
sensibilidade
Do ponto de vista da análise de erros, sensibilidade é uma
medida da menor quantidade mensurável por um instrumento
particular.
Em química analítica e física experimental a sensibilidade é
freqüentemente definida como o “limite de detecção” do
instrumento.
Considerando a Lei de Ohm, para a qual 1 A = 1 V/Ω, deduz-se
que a sensibilidade é dada em ohms por volts (Ω /V).
Quanto maior for a sensibilidade de um instrumento, melhor
este será. De uma maneira geral, os instrumentos de bobina
móvel são aqueles que apresentam melhor sensibilidade entre
os medidores analógicos, podendo atingir valores da ordem de
100 KΩ /V.
VALOR FIDUCIAL
É o valor de referência para a especificação da classe de
exatidão do instrumento. Este valor é determinado de acordo
como tipo de escala do medidor, no que se refere à posição do
zero, de acordo com a Tabela :
RESOLUÇÃO
Determina a capacidade que tem um instrumento
de diferenciar grandezas com valores próximos
entre si. No caso de instrumentos analógicos, a
diferença entre esses valores é dada por duas
divisões adjacentes em sua escala.
SIMBOLOGIA
Os painéis dos instrumentos de medidas analógicos
normalmente apresentam gravados em sua superfície uma
série de símbolos que permitem ao operador o
conhecimento das características do aparelho. Algumas
delas:
Tipo de instrumento
Os símbolos para alguns dos principais tipos de medidores
são mostrados na Tabela a seguir
TENSÃO DE PROVA
É simbolizada por uma estrela encerrando um
algarismo, o qual indica a tensão (em kV) que
deve ser aplicada entre a carcaça e o instrumento
de medida para testar a isolação do aparelho. Na
ausência de algarismo, a tensão de prova é igual a
500 V.
POSIÇÃO
Instrumentos de painel usualmente são projetados
para funcionamento na posição vertical, porém
outras posições podem ser viáveis. A Figura a
seguir mostra as possíveis posições de
instrumentos de painel, bem como a simbologia
usada para sua representação.
O uso de um instrumento em posição diferente
daquela para a qual foi projetado pode ocasionar
erros grosseiros de leitura.