Conhecimentos básicos de automação de instrumentos

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Conceitos básicos de instrumentos de medição I. Medição, erro de medição, medição direta e medição indireta 1. O que é erro de medição? Resposta: A diferença entre o valor medido e o valor real é chamada de erro de medição. 2. O que são medição direta e medição indireta? Resposta: A medição direta refere-se ao caso em que o parâmetro a ser medido é comparado diretamente com uma unidade de medida padrão. A medição indireta consiste em substituir os dados obtidos por meio de medições diretas em determinadas fórmulas, a fim de calcular o valor do parâmetro desejado. 3. O que é medição? Resposta: É o processo de converter e transmitir a forma de sinal do parâmetro a ser medido, e compará-lo com a unidade de medida correspondente; esse processo é chamado de medição. II. Erros dos instrumentos, variações, sensibilidade e limite de sensibilidade. 1. O que é o erro permitido de um instrumento, e qual é a precisão e o grau de precisão desse instrumento? Resposta: O erro permitido refere-se ao valor máximo de erro percentual que um instrumento pode ter nas condições normais estabelecidas. A precisão do instrumento refere-se ao valor obtido após a remoção do percentual (%) que indica o erro permitido. O grau de precisão é **um conjunto de valores percentuais padronizados e estabelecidos de forma uniforme.** 2. O que é a variabilidade de um instrumento de medição? Resposta: Refere-se à diferença entre os valores obtidos ao se medir um determinado parâmetro com o mesmo instrumento, em direções opostas, mantendo-se as condições externas inalteradas. 3. O que são a sensibilidade e o limite de sensibilidade de um instrumento de medição? Resposta: A sensibilidade é um parâmetro que indica até que ponto o instrumento de medição é capaz de detectar mudanças no parâmetro a ser medido. A sensibilidade é representada pela razão entre a variação no valor indicado pelo instrumento e a variação no parâmetro a ser medido que causa essa variação. O limite de sensibilidade refere-se à menor variação do parâmetro a ser medido que causa uma mudança visível no valor indicado pelo instrumento. 4. O que é o erro dinâmico de um sistema de medição? Resposta: É a diferença entre o valor indicado pelo instrumento, quando o parâmetro a ser medido está em estado de variação, e o valor real desse parâmetro. III. Pressão, pressão atmosférica de engenharia, pressão atmosférica física, pressão relativa, pressão absoluta. 1. O que é pressão? Resposta: A pressão é uma força que atua de maneira vertical e uniforme sobre uma unidade de área. 2. O que é a pressão atmosférica em termos de engenharia? Resposta: A pressão atmosférica em termos de engenharia é uma unidade amplamente utilizada na indústria. Trata-se da pressão exercida por 1 kg de peso, de forma vertical e uniforme, sobre uma área de 1 centímetro quadrado. Essa pressão é expressa em kgf/cm². 3. O que é a pressão atmosférica física? Resposta: A pressão atmosférica física corresponde à força exercida por uma coluna de mercúrio com altura de 760 mm, quando a densidade do mercúrio é de 13,5951 gramas/m³ e a aceleração da gravidade é de 980,665 centímetros/s², sobre a superfície em questão. IV. É o papel do transmissor nos sistemas de detecção e regulação automática: ele converte diversos parâmetros técnicos, como pressão, diferença de pressão, temperatura, vazão, nível do líquido, composição, entre outras grandezas físicas, em sinais padronizados correspondentes. Esses sinais são então transmitidos para indicadores, computadores e reguladores, a fim de permitir a indicação, registro e regulação desses parâmetros. Classificados de acordo com os parâmetros a serem medidos, os transmissores incluem principalmente: transmissores de diferença de pressão, transmissores de pressão, transmissores de temperatura, transmissores de vazão, entre outros. Composição: Geralmente, é composto por uma parte de conversão de entrada, um amplificador e uma parte de feedback. A parte de conversão de entrada inclui componentes sensíveis, cuja função é detectar os parâmetros a serem medidos e convertê-los em um valor analógico intermediário. As grandezas intermediárias podem ser grandezas físicas como tensão, corrente, deslocamento e força. A parte de feedback converte o sinal de saída do transmissor em um sinal de feedback. O amplificador amplifica a diferença entre o sinal analógico intermediário e o sinal de feedback, convertendo-a em um sinal de saída padrão. Princípio de funcionamento e operação dos instrumentos de medição mais utilizados 1. Princípio de funcionamento e operação da resistência térmica. Princípio: Utiliza o princípio de medição de temperatura em que, dentro de uma determinada faixa de temperatura, existe uma relação linear entre o valor da resistência e o valor da temperatura, graças ao uso de um resistor termistor. As resistências térmicas mais comuns são: resistência de platina, resistência de cobre, resistência de manganês e resistência de carbono. Operação: A resistência térmica utiliza um sistema de três fios ao medir o sinal de resistência de transmissão, o que visa reduzir os erros de medição causados pela resistência dos fios durante a transmissão. Ao verificar seu valor de resistência, preste atenção em quais são os dois fios comuns. 2. Princípio de medição e operação de termopares. Princípio: Duas barras metálicas diferentes são conectadas em uma das extremidades, e entre as outras duas extremidades existe uma diferença de potencial elétrico. Além disso, dentro de certos limites, essa diferença de potencial está relacionada linearmente com a temperatura. Operação: Utiliza-se um sistema de duas linhas; durante a verificação, seu valor de resistência deve ser muito baixo. 3. Princípio de funcionamento e operação do transmissor de pressão. Princípio: Elemento de medição de deformação metálica em filme fino. Operação: Ao conectar os fios, preste atenção aos polos positivo e negativo. Ao utilizá-lo, abra a válvula manual lentamente, para evitar impactos instantâneos no reservatório de membrana. Verifique se há vazamentos nas conexões dos instrumentos, a fim de evitar erros de medição. Ao desmontar, deve-se primeiro fechar a válvula manual. Depois de confirmar que a válvula está fechada, proceda à remoção do transmissor de forma lenta, agitando-o ao mesmo tempo, a fim de liberar o gás restante. 4. Princípio de funcionamento do medidor de nível por diferença de pressão. Princípio: A membrana da caixa de medição, preenchida com óleo de silício, é conectada por meio de dois terminais acoplados. A diferença de pressão gera uma força que faz com que a barra de torção se deforme. Essa barra de torção está conectada a resistores de tensão em formato de membrana, dispostos em forma de ponte de Wheatstone, de modo a converter a diferença de pressão em um sinal de tensão uniforme. O amplificador eletrônico converte os sinais da câmara de medição em um sinal de saída em corrente contínua de 4–20 mA, no formato de dois fios. Além disso, ele também pode fornecer uma ponte de Wheatstone. Operação: Ao conectar os fios, preste atenção aos polos positivo e negativo. Ao utilizá-lo, deve-se primeiro abrir a válvula de equilíbrio do transmissor, fechar as válvulas manuais das câmaras de alta e baixa pressão, abrir as válvulas manuais nas tubulações de medição de pressão dessas câmaras. Em seguida, abra lentamente as válvulas manuais das câmaras de alta e baixa pressão, e por fim, feche a válvula de equilíbrio. Observações importantes ao usar instrumentos à prova de explosão. 1. Verifique se a carcaça do instrumento possui o selo EX, e se o selo de proteção contra explosões está em conformidade com as normas relativas às substâncias perigosas presentes no local. 2. Os transmissores intrinsecamente seguros devem ser equipados com barreiras de segurança para poderem ser utilizados em ambientes perigosos. 3. A carcaça do instrumento deve ter uma boa conexão à terra. 4. Em situações perigosas, é necessário desligar a energia antes de abrir a tampa. 5. As especificações do cabo de entrada dos transmissores intrinsecamente seguros são definidas pela barreira de segurança certificada em conjunto.