instrumentação aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · sinal -definição •...
TRANSCRIPT
![Page 1: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/1.jpg)
INSTRUMENTAÇÃO ELETROELETRÔNICAProf. Pierre Vilar Dantas
Turma: 0063-A
Horário: 2N
Aula 03 - 14/08/2017
![Page 2: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/2.jpg)
Acesse o link para participar do grupo do WhatsApp
https://chat.whatsapp.com/GTkJhtReh4cJn88j4MYxrh
![Page 3: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/3.jpg)
TÓPICOS• Sinais e Ruídos – Parte 1
• Exercícios
![Page 4: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/4.jpg)
Sinais e Ruídos –Parte 1
![Page 5: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/5.jpg)
Sinal - Definição• Matematicamente, um sinal é definido como uma função de
uma ou mais variáveis que representam um fenômenofísico.
• Na área da instrumentação, o processamento ou tratamentode um determinado sinal deve ser baseado em métodoscriteriosos, pois a sua natureza e a sua relação com o ruídodeterminam o desenvolvimento apropriado do sistema demedição
![Page 6: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/6.jpg)
Exemplos
![Page 7: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/7.jpg)
Representação
![Page 8: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/8.jpg)
Séries de Fourier
![Page 9: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/9.jpg)
Ruído Caracterização• O ruído é um sinal puramente aleatório, portanto seu valor
instantâneo não pode ser determinado em qualquermomento.
• Pode ser gerado em função do uso dos componentespassivos e ativos, ou ainda pode ser sobreposto ao circuitopor fontes externas como, por exemplo, linhas de energiaelétrica. motores elétricos, sistemas de ignição, sistemas decomunicação, etc.
![Page 10: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/10.jpg)
Tipos de Ruídos
![Page 11: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/11.jpg)
Tipos de Ruídos
![Page 12: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/12.jpg)
Relação Sinal-Ruído
![Page 13: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/13.jpg)
O Termopar
![Page 14: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/14.jpg)
Efeitos Seebeck e Peltier• O efeito Seebeck é a produção de uma diferença de
potencial (tensão elétrica) entre duas junçõesde condutores (ou semicondutores) de materiais diferentesquando elas estão a diferentes temperaturas (forçaeletromotriz térmica).
• É o reverso do efeito Peltier que é a produção deum gradiente de temperatura em duas junções de doiscondutores (ou semicondutores) de materiais diferentesquando submetidos a uma diferença de potencial (tensãoelétrica) em um circuito fechado (consequentemente,percorrido por uma corrente elétrica).
![Page 15: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/15.jpg)
TermoparDefinição• Elemento primário de medida de temperatura constituído
por dois materiais diferentes ligados um ao outro.
![Page 16: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/16.jpg)
Termopar
![Page 17: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/17.jpg)
Outros sensores/transdutores Termistor• Termistor - semicondutores sensíveis à temperatura.
� NTC (do inglês Negative Temperature Coefficient) - termistorescujo coeficiente de variação de resistência com a temperatura énegativo: a resistência diminui com o aumento da temperatura.
� PTC (do inglês Positive Temperature Coefficient) - termistorescujo coeficiente de variação de resistência com a temperatura épositivo: a resistência aumenta com o aumento da temperatura.
![Page 18: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/18.jpg)
Outros sensores/transdutoresPirômetro• O pirômetro é um tipo de termômetro.
• Mede irradiação térmica da superfície de um objeto einforma a temperatura.
• Trata-se de um dispositivo que não necessita de contato.
![Page 19: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/19.jpg)
Outros sensores/transdutoresTermoresistência• Uma termorresistência (RTD - Resistance Temperature
Detector) é um instrumento que permite determinaruma temperatura, através da relação entrea resistência elétrica do material.
• Geralmente, são de platina, mas são também utilizadosoutros materiais, como por exemplo o níquel.
• Por norma, é identificada pelo material que a constitui epela resistência que apresenta a 0 °C. Por exemplo, uma Pt-100 é uma termorresistência de platina que a0 °C apresenta uma resistência de 100 Ω, ao passo que umaNi-500, a 0 °C apresenta uma resistência de 500 Ω.
![Page 20: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/20.jpg)
Voltando aos TermoparesTipos
![Page 21: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/21.jpg)
INTERDEPENDÊNCIADOS EFEITOS TERMELÉTRICOS
1. Junção 1 a T1 à eAB(T1) (Seebeck)
2. Junção 2 a T2 à eAB(T2) (Seebeck)
3. eAB(T1) e eAB(T2) à I (Ohm)
4. I nas junções origina libertação/absorção de calor à T1 e T2mudam (Peltier)
5. I nos condutores origina libertação/absorção de calor à T1 eT2 também mudam (Thomson)
![Page 22: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/22.jpg)
Termopares Normalizados
![Page 23: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/23.jpg)
Regras de uso de Termopares
![Page 24: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/24.jpg)
Regras de uso de Termopares
![Page 25: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/25.jpg)
Regras de uso de Termopares
![Page 26: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/26.jpg)
Temperatura do objeto
![Page 27: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/27.jpg)
Temperatura do objeto
![Page 28: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/28.jpg)
Rejeição ao Ruído• (Note-se que a sensibilidade de um termopar é da ordem dos
microvolt/ºC)
• Ações a tomar (no projeto, na instalação)
1. Usar cabos curtos, se possível com o conversor junto do termopar;
2. Cabos de sinal longe de cabos de potência;
3. Usar cabos de extensão adequados, que não devem ser muitoapertados;
4. Usar cabos de sinal blindados, convenientemente ligados à terra;
5. Efetuar uma filtragem analógica do sinal;
6. Usar amplificadores com rejeição de modo comum elevada;
7. Usar termopares adequados à atmosfera, com a junção soldada deorigem;
8. Quando possível, usar termopares com sensibilidade elevada.
![Page 29: Instrumentação Aula 03 - pierredantasblog.files.wordpress.com · Sinal -Definição • Matematicamente,umsinalédefinidocomoumafunçãode uma ou mais variáveis que representamum](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022022713/5c440b6193f3c34c505e8b26/html5/thumbnails/29.jpg)
ExercíciosEstudo de caso• No livro do Balbinot, Vol 1, pg. 184, seção ” Estudo de caso
- instrumentação para um termopar”, explique:
1. O que vem a ser a ”blindagem de guard” e qual suafinalidade. Use diagramas ou esquemas, se necessário.
Mandar as respostas em PDF usando o link:https://www.dropbox.com/request/eEh6ixfTH89n9ZI64E3x