Fixação do Aprendizado 06 – Cálculo de Entrada e Saída
1) Dada a tabela de fatores abaixo, faça as conversões solicitadas na tabela a seguir.
Valores
1,25 atm
30 PolHg
50 PolH2O
Kgf/cm
2
1,291534
2
lbf/pol
Bar
mmHg
mmH2O
mca
KPa
18,36994
1,266563
950
12918,1
12,9181
126,6563
1,035946
14,73462
1,015916
762
10361,676
10,361676
101,5916
0,1269552
1,805728
0,1245006
93,3831
1270
1,27
12,45006
2) Enumere a segunda coluna conforme a numeração da primeira coluna.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
INSTRUMENTO
Sensor
Transmissor
Indicador
Registrador
Alarme
Controlador
Conversor de sinal
Válvula de controle
SINAL DE SAÍDA MAIS COMUM
( 5 ) O sinal saída sonoro ou visual;
( 7 ) O sinal saída elétrico ou pneumático;
( 1 ) O sinal saída elétrico e sem potência;
( 8 ) O sinal saída é mecânico somente;
( 3 ) O sinal saída é visual somente;
( 4 ) O sinal saída é gráfico ou visual;
( 2 ) O sinal saída elétrico ou pneumático;
( 6 ) O sinal saída elétrico ou pneumático.
3) Realize os cálculos solicitados a seguir.
3.1) Considerando um sensor de pressão analógico cujo range é de 5 a 125 mmHg e
sinal de saída elétrica de 1 a 5 Vcc. Calcular o que se pede a seguir:
3.1.1) Quanto vale o sinal de entrada para 25%, 50% e 75% do span?
R: 35, 65 e 95 mmHg
3.1.2) Quanto vale o sinal de saída para 25%, 50% e 75% do sinal transmitido?
R: 2, 3 e 4 Vcc
3.1.3) Qual seria a sensibilidade desse sensor de pressão analógico?
R: 0,333 Vcc/mmHg
3.2) Se um sensor de proximidade analógico que possui saída em corrente 4 a 20 mA
e range de 0 a 20 mm, estiver sendo sensibilizado com 40% do valor de seu span e
apresentando um sinal de saída correspondente a 12 mA, então podemos afirmar que
o mesmo encontra-se com defeito. Calcule o que se pede a seguir:
3.2.1) Qual o valor da posição do alvo que está sensibilizando esse sensor?
R: 8 mm
3.2.2) Qual o valor de corrente que deveria estar sendo disponibilizado pelo sensor em
sua saída relativamente à posição do alvo citado?
R: 10,4 mA
3.2.3) Se o valor em corrente disponibilizado pelo sensor em sua saída é de 12 mA
como afirma o enunciado da questão, então qual o valor percentual da saída em
relação ao sinal transmitido?
R: 50%
3.2.4) Qual o erro relativo ao span que está sendo cometido por esse sensor?
R: 10%
3.2.5) Qual o valor da sensibilidade desse sensor analógico de posição?
R: 0,8 mA / mm
3.3) Um transmissor de temperatura, cujo range é de -20 ºC a +120 ºC, está sendo
sensibilizado com 25% de seu span de entrada e o mesmo está apresentando uma
saída correspondente a 8,8 mA. Sabendo que o transmissor possui faixa de saída de
4 a 20 mA, calcule o que se pede a seguir:
3.3.1) Qual o valor de temperatura real que está sensibilizando o transmissor?
R: 15 ºC
3.3.2) Qual o valor de temperatura em (°C) que o tr ansmissor está informando ao
controlador em forma de sinal elétrico?
R: 22 ºC
3.3.3) Qual o Erro Absoluto em (°C) e o Erro Relati vo em (%) cometido por esse
transmissor de temperatura?
R: 7 ºC, 5%
3.3.4) Se exatamente no meio da faixa o valor absoluto da histerese vale 0,14 ºC,
então qual é o valor da histerese percentual apresentado por esse instrumento?
R: 0,1 %
3.3.5) Qual o valor da sensibilidade desse transmissor de temperatura?
R: 0,114 mA / ºC
3.4) Um transmissor de temperatura, cujo range é de -50 °C a +50 °C, está sendo
sensibilizado com 20% de sua faixa de entrada e o mesmo está apresentando uma
saída correspondente a 7,4 mA. Calcule o que se pede abaixo sabendo que o
transmissor possui faixa de saída 4 a 20 mA.
3.4.1) Qual o valor de temperatura em (°C) que está sendo informado pelo transmissor
ao controlador em forma de sinal elétrico? Qual o sinal elétrico equivalente?
R: - 28,75 ºC, 7,4 mA
3.4.2) Qual o Erro Absoluto em (°C) que está sendo cometido pelo transmissor? Qual
o Erro Relativo referente ao span que está sendo cometido pelo transmissor?
R: 1,25 ºC, 1,25 %
3.4.3) Se tivermos na entrada um valor de temperatura de 0 ºC, considerando que o
instrumento está transmitindo ao controlador um sinal elétrico com erro, qual seria o
valor do sinal elétrico transmitido para essa entrada de temperatura considerada?
R: 11,8 mA
3.4.4) Qual o valor da sensibilidade desse transmissor de temperatura?
R: 0,16 mA / ºC
3.4.5) Se esse instrumento apresentar uma histerese de 1% do sinal transmitido, então
quanto vale a histerese absoluta para metade de sua faixa, em (mA) e em (°C)?
R: 0,16 mA, 1 ºC
3.5) Dado o transmissor de pressão especificado pelos dados reais apresentados pelo
fabricante na folha de dados abaixo, responda ao que se pede a seguir.
3.5.1) Se esse transmissor de pressão fosse sensibilizado por uma pressão de 60
Kgf/cm2 qual seria o sinal de saída apresentado pelo mesmo? (considerando o ajuste
original de fábrica mantido no transmissor).
R: Para começar, temos que notar que o Range do equipamento é de 0 a 25 MPa ou
de 0 a 3600 psi como nos informa a folha de dados do instrumento. Assim sendo,
precisamos converter a pressão de 60 Kgf/cm2 para MPa ou para psi.
Logo: 60 Kgf/cm2 = 5,88399 MPa = 853,4006 psi
Como informa a folha de dados, o Sinal de Saída desse instrumento é de 4 a 20 mA e
logo temos que uma pressão de 5,88399 MPa na entrada do instrumento corresponde
a 23,53% do sinal de entrada que irá proporcionar uma saída em corrente de 7,76 mA.
3.5.2) Se na saída do mesmo tivermos uma corrente de 16,8 mA, qual o valor de
pressão transmitido pelo transmissor? (considerando o ajuste original de fábrica
mantido no transmissor).
R: 20 MPa = 2900,755 psi
3.5.3) Se esse transmissor for recalibrado para um range de 0 a 1000 psi e na saída
do mesmo tivermos uma corrente de 16,8 mA, então qual o valor de pressão em KPa
transmitido pelo transmissor para a nova faixa de trabalho ajustada?
R: 5,515806 MPa = 800 psi
3.5.4) O que vem a ser uma exatidão de ± 0,1 % do span calibrado conforme mostra a
tabela de dados desse transmissor de pressão?
R: Significa que o erro cometido numa medição com esse instrumento é menor ou
igual a 0,1 % do span calibrado. Supondo o exemplo anterior, onde o instrumento foi
recalibrado para 0 a 1000 psi, o erro será menor ou igual a 1 psi, para mais ou para
menos.
3.5.5) Qual o tempo de atraso introduzido por esse transmissor no processamento de
sinal em uma malha de controle fechada? Justifique sua resposta.
R: De acordo com a folha de dados do instrumento a atualização da corrente de saída
se dá a cada 100 ms, sendo esse o seu tempo de atraso no circuito eletrônico.
3.5.6) Este instrumento pode trabalhar perto de um forno onde a temperatura do local
pode atingir 80 ºC? Justifique sua resposta.
R: De acordo com a folha de dados do instrumento os limites da temperatura ambiente
podem variar de -40ºC a 85 ºC, e logo ele pode trabalhar num local onde a
temperatura pode atingir 80 ºC.
3.5.7) Este instrumento pode trabalhar em locais sujeitos a chuva, ou seja, ele pode
ser montado em local onde pode haver a ocorrência de chuva? Justifique sua
resposta.
R: De acordo com a folha de dados do instrumento seu invólucro tem classe de
proteção que atende as normas NAMA 4X e IP 67, o que garante proteção contra
chuva, podendo até mesmo trabalhar submerso temporariamente, conforme tabela da
norma IEC 529.
3.5.8) Este instrumento pode ser montado em área classificada, ou seja, em locais
sujeito a risco de explosão? Justifique sua resposta.
R: De acordo com a folha de dados do instrumento ele possui certificação para área
classificada segundo as normas (CENELEC, CSA e FM), o que garante que o
instrumento é à prova de explosão, à prova de tempo e intrinsicamente seguro.