Autoavaliação

1. Defina:
   1. O que é sensor:
   2. O que é transmissor:
   3. O que é transdutor:
   4. O que é atuador:

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1. É o elemento primário de um sistema de medição que recebe a energia do meio, corpo ou substância e produz uma resposta representando a amplitude de uma variável física mensurada.
2. É o Instrumento que tem a função de converter e amplificar o sinal produzido por um transdutor em um sinal apropriado para transmissão, capaz de ser enviado a longas distâncias, com nenhuma ou o mínimo de perda da informação para um instrumento receptor.
3. É um dispositivo que pode transformar um sinal de uma grandeza física como pressão, vazão, nível (grandezas reconhecidas pelos dispositivos de controle) em um sinal elétrico correspondente (corrente ou tensão). Assim, pode-se considerar o transdutor como uma interface entre o elemento sensor e o sistema de controle.
4. É um dispositivo mecânico controlável capaz de realizar um trabalho físico, como abertura ou fechamento de uma válvula em um processo de produção. Ele utiliza energia elétrica, pneumática, mecânica ou hidráulica de uma fonte externa, além de converter e transmitir essa energia em movimento mecânico necessário para modificar o comportamento da variável controlada.
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2. Quais os objetivos dos instrumentos de medição e controle?

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Ao longo dos anos, os processos industriais foram se tornando cada vez mais complexos, e fatores como confiabilidade, produção elevada do sistema, ritmo acelerado de produção, informações mais precisas e consistentes, e diminuição do risco de acidente foram sendo exigidos. Essa demanda levou ao aumento da automação nos processos industriais através de uma evolução de instrumentos, onde estão incluídos os sensores e atuadores, e dos controladores. Dessa forma, os sensores e atuadores vieram para substituir os sentidos e os músculos dos operadores de forma a atender as exigências do mercado.

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3. Relacione a primeira coluna de acordo com a segunda:

   Sensibilidade	( ) É um parâmetro que está relacionado com a capacidade do instrumento fornecer na saída valores idênticos ou muito próximos para diversos ensaios realizados sob as mesmas condições.
   Zona morta	( ) Representa o conjunto de valores da grandeza medida, considerando-se toda a extensão da faixa de valores que um instrumento é capaz de medir.
   Amplitude da Faixa Nominal (Span)	( ) É definida como sendo a magnitude do erro causado na saída para um mesmo valor de entrada, quando esse valor é abordado a partir de direções opostas.
   Exatidão	( ) É o módulo da diferença entre os limites do range de um instrumento. Em outras palavras, é a diferença entre os valores máximo e mínimo da faixa de medida de um instrumento.
   Resolução	( ) É definida como sendo o erro ou a diferença entre o resultado de uma medição feita por um instrumento e um valor verdadeiro mensurado, isto é, um valor padrão conhecido.
   Precisão	( ) Também conhecida como ganho, é uma medida da alteração na saída de um sensor/transdutor (ou resposta do instrumento), em decorrência de uma mudança na sua entrada.
   Linearidade	( ) É a máxima variação dos valores de uma variável medida do processo que não provoca variação alguma na indicação ou sinal de saída de um instrumento.
   Histerese	( ) É representada por uma curva que indica o desvio ou a proximidade entre o comportamento da saída do instrumento e o valor real, isto é, valor padrão da variável a ser medida.
   Faixa Nominal (Range)	( ) É definida como o menor incremento no sinal de entrada que pode ser detectado pelo instrumento.

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1. f
2. i
3. h
4. c
5. d
6. a
7. b
8. g
9. e
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4. No tocante aos sinais de transmissão de sinais, cite as vantagens e desvantagens de se trabalhar com:
   1. Pneumático
   2. Analógico (tensão ou corrente)
   3. Digital

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1. A vantagem de se utilizar a transmissão pneumática está no fato da possibilidade de ser empregada com segurança em áreas onde existe risco de explosão. Já as desvantagens ao fazer uso dessa comunicação são: a necessidade de uma tubulação de ar comprimido (ou outro gás) para seu suprimento e funcionamento; necessidade de equipamentos auxiliares tais como compressor, filtro, desumidificador, para fornecer aos instrumentos ar seco, e sem partículas sólidas; atraso que ocorre na transmissão do sinal, que não pode ser enviado a longa distância (acima de 100 m), sem uso de reforçadores; vazamentos ao longo da linha de transmissão ou mesmo nos instrumentos são difíceis de serem detectados e, por fim, impossibilidade de conexão direta aos computadores.
2. As vantagens proporcionadas por esse tipo de transmissão são as seguintes: transmissão para longas distâncias sem perdas; possibilidade de comunicação pelos próprios fios que alimentam o sensor (comunicação 2 fios); não necessidade de equipamentos auxiliares, como nos pneumáticos; fácil comunicação com computadores e controladores; fácil instalação mecânica e elétrica; possibilidade de que o mesmo sinal, por exemplo, 4 a 20 mA, seja enviado a mais de um instrumento, ligando-os em série. Essa transmissão tem como desvantagens: uso de instrumentos e cuidados especiais em instalações localizadas em áreas de risco; fazer uma análise prévia na escolha do encaminhamento dos cabos ou fios de sinais; os cabos e fios de sinais devem ser protegidos contra ruídos elétricos.
3. Dentre as vantagens desse modo de transmissão, podemos listar as seguintes: os instrumentos não necessitam de ligação ponto a ponto; ele é imune a ruídos externos; permite configuração, diagnóstico de falha e ajuste em qualquer ponto da malha e menor custo final. Os principais problemas encontrados ao se trabalhar com essa tecnologia são: a existência de vários protocolos no mercado, dificultando a comunicação entre equipamentos de diferentes fabricantes; o rompimento no cabo de comunicação, que leva a uma perda de informação e/ou controle de algumas malhas.
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5. Calcule a faixa de medição que um sensor de pressão pode indicar, quando a pressão real medida pelo mesmo é 63 PSI, sabendo que a escala de medição é de 20 a 250 PSI e sua exatidão é de ± 0,65% do alcance.

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Valor medido:

$ = 63 \pm (0,0065 \times (250 - 20)) $

$ = 63 \pm (0,0065 \times 230) $

$ = 63 \pm 1,495 \ Psi $

Logo:

A faixa varia de 61,505°C a 64,495°C

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6. Assinale a alternativa correta:
   1. _________________ é aquela que tem o seu valor modificado com o objetivo de manter a variável controlada no set point.
      i) Variável de processo   ii) variável medida  iii) variável manipulada
   2. _________________ é a variável, a grandeza física, que é utilizada de forma intermediária (medição indireta) para realizar a medição da variável de processo, a qual deseja-se manter fixa em um valor preestabelecido, isto é, em um determinado set point.
      i) Variável de processo   ii) variável medida  iii) variável manipulada
   3. _________________ também denominadas variáveis controladas, são quaisquer quantidades, propriedades ou condições físicas associadas a fenômenos físicos e/ou químicos que ocorrem em um processo e indicam de maneira direta a forma ou estado desejado do produto.
      i) Variável de processo   ii) variável medida   iii) variável manipulada

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1. iii) variável manipulada
2. ii) variável medida
3. i) variável de processo
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7. Calcule:
   1. 80% de 3 – 15 PSI
   2. 25% de 4 – 20 mA
   3. 20% de 0,2 – 1,0 kgf/cm2
   4. 14,5 PSI equivale a quantos % de 3 – 15 PSI
   5. 12,3 mA equivale a quantos % de 4 – 20 mA
   6. 0,85 kgf/cm2 equivale a quantos % de 0,2 – 1,0 kgf/cm2

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1. Calculando a inclinação da reta:

   $$ \frac{15-3}{1-0} = 12 \ Psi$$

   Calculando o deslocamento:

   $$ 3 = 12 \times 0 + D \rightarrow D = 3$$

   Calculando o valor de 80%

   $$ P = 12 \times 0,8 + 3 \rightarrow P = 12,6 \ Psi$$

2. Calculando a inclinação da reta:

   $$ \frac{20-4}{1-0} = 16 \ mA$$

   Calculando o deslocamento:

   $$ 4 = 12 \times 0 + D \rightarrow D = 4$$

   Calculando o valor de 25%

   $$ P = 16 \times 0,25 + 4 \rightarrow P = 8 \ mA$$

3. Calculando a inclinação da reta:

   $$ \frac{1-0,2}{1-0} = 0,8 \frac{kgf}{cm^2}$$

   Calculando o deslocamento:

   $$ 0,2 = 0,8 \times 0 + D \rightarrow D = 0,2$$

   Calculando o valor de 20%

   $$P = 0,8 \times 0,2 \rightarrow P = 0,36 \frac{kgf}{cm^2}$$

4. Calculando a inclinação da reta:

   $$ \frac{15-3}{1-0} = 12 \ Psi$$

   Calculando o deslocamento:

   $$ 3 = 12 \times 0 + D \rightarrow D = 3$$

   Calculando o valor de % para 14,5 Psi

   $$ 14,5 = 12 \times Y + 3 \rightarrow Y = 95,833333 \%$$

5. Calculando a inclinação da reta

   $$ \frac{20-4}{1-0} = 16 \ mA$$

   Calculando o deslocamento

   $$4 = 12 \times 0 + D \rightarrow D = 4$$

   Calculando o valor de % para 12,3 mA

   $$ 12,3 = 16 \times Y + 4 \rightarrow Y = 51,875\%$$

6. Calculando a inclinação da reta

   $$ \frac{1-0,2}{1-0} = 0,8 \frac{kgf}{cm^2} $$

   Calculando o deslocamento

   $$ 0,2 = 0,8 \times 0 + D \rightarrow D = 0,2$$

   Calculando o valor de % para 0,85 kgf/cm²

   $$ 0,85 = 0,8 \times Y + 0,2 \rightarrow Y = 81,25\%$$

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