Missão do
Sistema SENAI
Contribuir para o fortalecimento da indústria e o desenvolvimento
pleno e
sustentável do País, promovendo a educação para o trabalho e a
cidadania, a assistência técnica e tecnológica, a produção e
disseminação
de
informação e a adequação, geração e difusão de tecnologia.
Valorização das Pessoas –
Reconhecimento e respeito ás pessoas
pelo seu trabalho e valorização destas como agentes
de mudança.
Erro é uma diferença entre o
valor real da grandeza medida e o valor indicado pelo instrumento. A Fig.1 ilustra este conceito.
Fig.1 Erro de um instrumento.
Os instrumentos se
apresentam em uma grande variedade e com diferentes padrões de qualidade. De modo geral, quanto menor o erro
introduzido em uma medição, tanto melhor o instrumento.
A qualidade do instrumento é
definida através de um parâmetro denominado de classe do instrumento.
As classes dos instrumentos
são dadas em percentuais, tais como: classe 1,5, classe 1, classe 0,5 e classe
0,1.
Alguns instrumentos trazem a
classe impressa na escala em lugar visível ao usuário, como o instrumento de
painel mostrado na Fig.2.
Fig.2 Indicação da classe no
instrumento de painel.
Conhecendo-se a classe de um
instrumento, pode-se determinar o valor máximo do desvio Dx provocado por ele através
da equação:
onde x é o valor do fundo de escala do instrumento e
cl a classe.
Por exemplo, um voltímetro
com escala de 250V e classe 1 introduz um desvio máximo na indicação de:
Como esse desvio pode
ocorrer tanto para mais como para menos do valor real, escreve-se Dx = ± 2,5V.
O desvio (Dx) calculado através dessa
equação é denominado também de erro
absoluto porque o seu valor depende apenas de fatores inerentes ao instrumento
(classe e valor de fundo de escala), sendo independente do valor que o
instrumento está medindo.
Isto pode ser esclarecido
através de um exemplo. Um multímetro com fundo de escala 250V e classe 1 tem um
erro absoluto de ±2,5V (calculado anteriormente).
- Se este
voltímetro está indicando 100V, o valor real da tensão pode estar entre 97,5 e
102,5V (100V ±2,5V).
- Se este
voltímetro está indicando 20V, o valor real da tensão pode estar entre 17,5V e
22,5V (20V ±2,5V).
Obviamente um erro de ±2,5V em medições como 100V, 120V ou mais, não
chega a ser importante.
Entretanto, ±2,5V são significativos em medições como 20V,
30V e assim por diante.
Para se saber o quanto um
erro é significativo em relação a uma medição, calcula-se o erro relativo Dp :
onde Dx é o erro absoluto e M é o valor medido com o instrumento.
Exemplo 1:
Determinar o erro absoluto de u voltímetro de 250V,
classe 1 e os erros relativos nas medições de 100V e 20V.
Solução :
Erro absoluto Dx = ±2,5V
erro
relativo 2,5%
na medição de 20V
erro
relativo 2,5%
Verifica-se que um
voltímetro de 250V classe 1 não é apropriado para medir tensões da ordem de 20V
porque o erro percentual na medição é muito grande.
Daí, pode-se concluir que a
indicação será mais precisa quanto mais próximo ao fundo da escala for o valor
medido. Esta conclusão é válida para instrumentos de escala linear. Em
instrumentos de escala não linear, tais como ohmímetros e voltímetros de CA, a
indicação mais precisa ocorre no centro da escala.
Além do erro provocado pelo
instrumento, existem os seguintes fatores que interferem na confiabilidade de
uma medição :
· O posicionamento do
instrumento.
· O posicionamento do
observador.
POSICIONAMENTO DO INSTRUMENTO
Os instrumentos de medição
com indicação através de ponteiro, têm posição correta de trabalho definida.
Existem instrumentos cuja posição correta de trabalho é vertical, outros
horizontal e ainda alguns que são construídos para trabalhar em posição
inclinada.
Alguns instrumentos trazem
um símbolo no painel que indica a posição adequada de funcionamento, como
mostrado na Fig. 3.
Os símbolos empregados são:
Fig.3 Instrumento para operação na
vertical.
No caso de multímetros, a
posição de trabalho correta é horizontal.
Instrumentos como o
osciloscópio que não têm peças móveis, podem operar em qualquer posição sem
prejuízo para a indicação. Contudo, o operador deve procurar posicionar este
tipo de instrumento de forma a ter visibilidade perfeita para a leitura.
POSICIONAMENTO DO OBSERVADOR
Outro fator de grande importância
para a maior exatidão de uma medição é o posicionamento do observador para
realizar a leitura.
Um único instrumento pode
dar origem a três leituras diferentes se três observadores estiverem em
posições diferentes, como ilustrado na Fig.4.
Fig.4 Leituras que dependem da
posição do observador.
Dos três observadores,
apenas o “B” está em posição correta para a leitura, formando um ângulo de 90º
em relação ao painel do instrumento. É portanto, o único que pode realizar uma
leitura correta.
Este tipo de erro provocado
pelo posicionamento do observador é denominado de erro
de paralaxe.
Erro de paralaxe é o
erro provocado por um mau posicionamento do observador para a leitura.
Alguns instrumentos dispõem
de um aparelho na escala que serve para orientação do observador ao se
posicionar.
A posição correta para a leitura é aquela em que o
reflexo do ponteiro no espelho está escondido atrás do próprio ponteiro (o
reflexo não é visível ao observador).
Efeito de carga
Todo o instrumento de
medição absorve uma determinada corrente do circuito a que está ligado. Essa
corrente é necessária para o seu funcionamento, como a corrente Im na Fig.5.
Fig.5 Corrente Im é necessária para o
instrumento operar.
Na maioria dos instrumentos,
esta corrente é pequena, com valores típicos da ordem de microampères.
Denomina-se de sensibilidade de um instrumento a intensidade de corrente necessária para
provocar a deflexão total do seu ponteiro.
Sensibilidade de um instrumento
é o valor de corrente que provoca a deflexão do seu ponteiro.
IMPEDÂNCIA DE ENTRADA DE UM INSTRUMENTO
Se um instrumento de medição
absorve uma certa corrente do circuito, pode-se dizer que este instrumento
apresenta uma resistência interna
entre os seus bornes, como mostrado na Fig.6.
Fig.6 Impedância de entrada de um
instrumento.
Esta resistência que o instrumento apresenta entre seus bornes é
denominada de impedância de entrada do
instrumento (Rent).
A impedância é muito
importante principalmente para os voltímetros. A impedância de entrada de um
voltímetro normalmente não é fornecida diretamente, mas pode ser determinada se
a sensibilidade é conhecida.
Primeiro determina-se a
característica ohms por volt (W/V) do voltímetro:
onde Im é a sensibilidade do instrumento.
Através da característica W/V,
pode-se determinar a impedância de entrada do voltímetro, da seguinte forma :
onde Rent é a impedância de entrada, x o valor de fundo de escala do instrumento e W/V
a relação ohms por volt do instrumento.
Exemplo 1:
Um voltímetro para 25V
deflexiona totalmente o ponteiro com uma corrente de 30mA. Qual a característica W/V
do instrumento e sua impedância de entrada?
Solução :
Isto significa que um
voltímetro de 25V com sensibilidade de 30mA se comporta como um resistor de 825 kW.
Suponha que o voltímetro de
25V citado seja utilizado para medir a tensão de saída de um divisor de tensão.
Ao conectar-se o voltímetro
ao circuito, a sua resistência interna de 825kW fica em paralelo com a saída do divisor,
atuando como se fosse uma carga, como ilustra a Fig.7.
Fig.7 O instrumento atua como
carga no circuito.
Este paralelismo entre o
voltímetro e a saída provoca uma redução de tensão fornecida pelo divisor,
alterando o seu comportamento.
Esta relação não deveria
acontecer, visto que o instrumento deve possibilitar a medição sem alterar o
comportamento do circuito.
Quando ocorrem alterações no
comportamento de um circuito devido a uma medição com um instrumento, diz-se
que o circuito foi carregado pelo
instrumento.
O efeito de carga provocado por um instrumento pode prejudicar
completamente a precisão de uma medição.
Para ilustrar o efeito de
carga, o seguinte exemplo determina a alteração que o instrumento provoca em
uma medição.
Exemplo 2:
Tomando-se o
divisor de tensão
da figura abaixo, e
o voltímetro de
25V com Im = 30mA (Rent = 825kW já calculada no Exemplo 1), verifique o seu efeito sobre a medição em R2 .
Solução :
Enquanto o voltímetro não é
conectado, a tensão de saída é 15V porque os resistores R1 e R2 são iguais.
Ao ligar o voltímetro,
associam-se em paralelo o resistor R2 e a impedância de entrada do voltímetro, como
mostram as figuras que se seguem.
Recalculando-se o divisor,
verifica-se que, ao conectar o voltímetro, a tensão de saída cai de 15V para
11,7V devido ao efeito de carga.
Quem estiver lendo o
voltímetro concluirá que há um problema, pois a tensão de saída é 11,7V quando
deveria ser 15V. Na verdade, o divisor está correto.
A partir do que foi exposto,
podem-se tirar duas conclusões importantes:
· Quanto maior for a
impedância de entrada de um voltímetro, menor será o efeito de carga provocado
no circuito.
· Quanto maiores forem os
valores de resistência de um circuito maior será a influência provocada pelo
voltímetro.
Como os valores de
resistência de um circuito dificilmente podem ser alterados, cabe ao técnico utilizar voltímetros com a maior impedância
de entrada possível, minimizando-se, assim, o efeito de carga.
IMPEDÂNCIA DE ENTRADA DO VOLTÍMETRO
Os multímetros sempre trazem
a característica W/V gravada no seu painel. Em
geral são dois valores: um para AC e outro para DC.
Por exemplo, pode-se
encontrar no painel de um multímetro a seguinte inscrição: DC 50kW/V, AC 10kW/V.
Para saber qual a impedância
de entrada em cada escala, usa-se o valor W/V correspondente (em DC ou AC) multiplicado
pela escala em questão:
Exemplo 3:
Suponha-se um multímetro com
as seguintes características:
Escalas
DCV 600; 250; 60; 25 DC-50kW/V
ACV 1.000; 600; 100; 60 AC-10kW/V
Determinar a impedância da entrada nas escalas
DCV600; DCV25 e ACV100.
Solução :
a) A impedância de entrada na escala DCV600 :
b) A impedância de entrada na escala DCV25 :
c) A impedância de entrada na escala ACV100 :
Os medidores de corrente são
muito empregados em eletrônica, principalmente para o levantamento das
características de componentes em laboratórios.
Dependendo da forma como
esses instrumentos são conectados ao circuito, podem ocorrer erros de medição.
Suponha, por exemplo, que se
necessite medir a corrente e a tensão em um componente.
Existem duas formas de
realizar essas medições, como mostrado na Fig.8
(a)
Fig.8 Formas de medir tensão e
corrente em um componente.
No circuito da Fig.8a o voltímetro indica a tensão no
componente, mas o amperímetro indica a corrente do componente mais a corrente
do voltímetro, como mostrado em detalhe
na Fig.9.
Fig.9 O amperímetro indica Ic+Iv .
No circuito da Fig.8b o amperímetro indica a corrente
no componente, mas o voltímetro indica a tensão no componente mais a queda de
tensão no amperímetro, como ilustrado na Fig.10.
Fig.10 O voltímetro indica VA + VC .
Conclui-se que nenhum dos
circuitos fornece, ao mesmo tempo, indicações corretas de corrente e de tensão
apenas num componente. Isto significa que é necessário determinar qual a configuração
mais adequada para cada situação.
APLICAÇÕES DAS CONFIGURAÇÕES DE MEDIÇÃO
As medições de tensão
realizadas em eletrônica são obtidas com o multímetro. Em geral, os multímetros
têm uma característica W/V em DC superior a 20kW/V, absorvendo correntes da
ordem de 50mA ou menos.
Por esta razão, o circuito
utilizado para medição é, na maioria das vezes, o mostrado na Fig.11.
Fig.11 Configuração usual para
medição de tensão e corrente .
Este circuito não é
utilizado apenas quando a corrente a ser medida implicar no uso de
microamperímetro.
Nas ocasiões em que for
necessário empregar um microamperímetro, deve-se utilizar a outra configuração
de medição, como pode ser visto na Fig.12.
Fig.12 Configuração para medição de corrente e tensão se esta
é superior a 1,5V.
Existe ainda uma ressalva
com relação a este tipo de medição. Os microamperímetros geralmente provocam
uma queda de tensão da ordem de 0,15V. Por esta razão esta configuração deve
ser utilizada apenas para tensões de entrada superiores a 1,5V.
a explicacao eh optima meus parabens, muito bom,,,,,, excelente
ResponderExcluirObrigado, os créditos são para o Senai e professor urbino e cezar....
ExcluirValeeu!!!
ResponderExcluirmuito bom
ResponderExcluirotimo conteudo, amigo
ResponderExcluirparabenss!!!