Medidas Elétricas
Madeleine Medrano Castillo Albertini
Faculdade de Engenharia Elétrica
Universidade Federal do Triângulo Mineiro
Ementa
1 – Introdução – Conceitos básicos
Algarismos Significativos: algarismo mais significativo, menos significativo e duvidoso
Quantidade de AS
Operações matemáticas com AS
Notação científica
Ordem de grandeza
Arredondamento
Prefixos métricos: múltiplos e submúltiplos
A grafia correta: nomes de unidades, símbolos de unidades, plural
Grafia dos números
Grafia dos prefixos métricos
2 - Sistema de Unidades de Medidas
Unidades Fundamentais e Unidades Derivadas
Sistemas de Unidades
Sistema Internacional de Unidades
Outros Sistemas de Unidades
Unidades Elétricas e Magnéticas
Conversões de Unidades
Ementa
3 – Medição e Teoria Básica dos Erros
Definições de termos utilizados em metrologia
Exatidão e Precisão
Tipos de Erros, Erro sistemático, Erro aleatório, Erro de Leitura, Erro grosseiro
Métodos de Medição, Erro absoluto e relativo de medição indireta
Análise Estatística: Média aritmética, Desvio da média, Desvio padrão, Desvio
quadrático médio
Erro presumível, Probabilidade de Erros, Erros-Limite
Análise Estatística: População, Amostra, Distribuição de frequência
Propagação de erros
Incerteza de medição
4 - Instrumentos Indicadores Eletromecânicos
Amperímetro
Voltímetro
Ohmímetro
Ementa
5 – Instrumentos e Medição de Resistencia e de
Isolamento
Medição de resistência
Medição de resistência de isolamento
Ohmímetro (serie, paralelo ou shunt)
Megôhmetro a magneto
6 – Instrumentos Analógicos e Digitais
Osciloscópio
Multímetro analógico e digital
Fasímetro
etc
Medir
Medições no dia-a-dia
Potência da
lâmpada
Tempo de
cozimento
Volume de
leite
Velocidade
do automóvel
Dimensões
das peças
Horário do
despertador
Volume de
combustível
Pressão dos
pneus
Rotação do
motor
Comprimento
da calça
Temperatura
da geladeira
Consumo de
energia
Tamanho do
peixe
Quantidade
de arroz
Importância de medir
"O conhecimento amplo e satisfatório
sobre um processo ou fenômeno somente
existirá quando for possível medi-lo e
expressá-lo através de números".
Lord Kelvin, 1883
Exemplo de medição 1
mensurando
indicação
2,4 unidades
unidade
0
1
2
instrumento de medição
3
4
Exemplo de medição 2
tensão do gerador: 5,305 V
constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/V
Velocidade 5,305 V * 15,080 (km/h)/V = 80,0 km/h
O que é
medir?
O que é medir?
Medir é o procedimento experimental através
do qual o valor momentâneo de uma grandeza
física (mensurando) é determinado como um
múltiplo e/ou uma fração de uma unidade,
estabelecida por um padrão, e reconhecida
internacionalmente.
Algumas definições
Mensurando é o objeto da medição. É a
grandeza específica submetida a medição.
Indicação é o valor de uma grandeza fornecido
por um sistema de medição.
Indicação direta é o número mostrado pelo
sistema de medição. A indicação direta pode ou
não ser apresentada na unidade do mensurando.
Intrumento de
medição
Mensurando
tensão do gerador: 5,305 V
Indicação Direta
constante do sistema de medição: 15,080 (km/h)/V
Velocidade 5,305 V * 15,080 (km/h)/V = 80,0 km/h
Medir para que?
Medir para que?
Monitorar
Observar
passivamente grandezas;
Controlar
Observar,
comparar e agir para manter
dentro das especificações;
Investigar
Descobrir
o novo, explicar, formular.
Medir para monitorar...
Compra e venda de produtos e serviços:
consumo
de água, energia elétrica, taxímetro,
combustíveis, etc.
Sinais vitais:
pressão
arterial, temperatura,
nível de colesterol;
Atividades desportivas:
desempenho,
recordes;
Medir para monitorar...
Medir para controlar...
Especificações
xxxx ± xx
yyyy ± yy
zzz ± z
Medir
Comparar
Agir
Controle e Operação em tempo
real
Sistemas Elétricos de Potencia (SEP)
SCADA
19
Medir para controlar...
Medir para controlar...
rota
pressão
altitude
temperatura
velocidade
Medir para investigar...
Medir para investigar...
Pequenas diferenças nas
medidas podem levar a
conclusões completamente
diferentes.
Medir para investigar...
Compreender
Descobertas
Dominar
Validar,
científicas, estudar fenômenos;
know-how;
Evoluir
Melhorar continuamente, expandir limites
Elementos da inovação
tecnológica
Idéia
invento
oportunidade
pesquisa aplicada
ensaios
CQ
patenteamento
desenvolvimento
prototipagem
design
processos fabricação
certificação
marketing
produção
plano produção
Onde tem metrologia?
Produto
Serviço
Inovador
Instrumentos de Medição
Dispositivo usado para fazer
a comparação entre a
quantidade medida de uma
uma grandeza física e a
quantidade padrão
internacional
Instrumento de Medição
Em qualquer modo de uso ele não pode, de forma
alguma, alterar o perturbar o corpo ou o sistema
sob medida.
Por isso, cada instrumento de medida deve ser
projetado
e utilizado para sua aplicação
especifica, uma vez que, quase sempre, o seu uso
para outros fins costuma gerar erro na medida e
perturbações no sistema.
Podem ser divididos em dois
tipos:
Instrumentos padrão: são projetados para simular
ou reproduzir uma grandeza ou uma unidade de
medida e seu uso é restrito a laboratórios ou à
avaliações de instrumentos de medida.
Pelo fato de serem usados como referencia, são
mais bem construídos, mais complexos e requerem
condições especiais de uso, manutenção,
posicionamento, transporte, montagem etc.
Podem ser divididos em dois
tipos:
Instrumentos de medida: são projetados e usados
para se obter a medida de uma grandeza. Não tem
o grau de sofisticação de um instrumento padrão e,
por isso, o seu erro é considerável, normalmente
entre +\- 0,5% e +\- 5%
Voltímetros,
barômetros etc.
amperímetros,
termômetros,
Errar é inerente
Medições geram erros
mensurando
má definição do
mensurando
condições
ambientais
imperfeições do
sistema de medição
Sistema de
medição
procedimento
de medição
indicação
± ERROS
influência do
operador
O processo de
medição
Processo de medição
definição do
mensurando
procedimento
de medição
resultado da
medição
condições
ambientais
operador
sistema de
medição
O resultado da
medição
Definição
Conjunto
de valores atribuídos
a um mensurando, completado
por todas as outras informações
pertinentes disponíveis.
mensurando
Resultado da medição
Sistema de
medição
-IM
indicação
RB
+IM
VV
Resultado da medição
É a faixa de valores dentro da qual deve se
situar o valor verdadeiro do mensurando.
RM = (RB ± IM) unidade
Resultado base é a estimativa do valor do
mensurando que, acredita-se, mais se aproxime
do seu valor verdadeiro.
Incerteza da medição é o tamanho da faixa
simétrica, e centrada em torno do resultado
base, que delimita a faixa onde se situam as
dúvidas associadas à medição.
Bom-senso
Conhecimento
Honestidade
Pilares da Metrologia
Distribuição de Pontos
1 prova correspondendo a 70% da nota final;
Listas de Exercícios e atividade em sala de aula
correspondendo a 30% de nota.
Presença obrigatória em sala de aula.
Bibliografia
Referências Básicas
1. SENRA, RENATO. Instrumentos e Medidas Eletricas, Editora Barauna – São- Paulo
2011.
2. ALBERTAZZI G. JUNIOR, A.; SOUSA, A. R., Fundamentos de Metrologia Científica e
Industrial. Barueri: Manole, 2012.
3. BALBINOT, A.; BRUSAMARELLO, V. J., Instrumentação e Fundamentos de Medidas, Volume
1. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011.
4. SOISSON, H. E., Instrumentação Industrial. Revisão Técnica: Luis Roberto de Godói Vidal.
Curitiba: Hemus, 2002.
Referências Complementares
1. CIPELLI, A. M. V.; MARKUS, O.; SANDRINI, W. J., Teoria e Desenvolvimento de Projetos de Circuitos
Eletrônicos. 23 ed. São Paulo: Érica, 2011.
2. FIALHO, A. B., Instrumentação Industrial: Conceitos, Aplicações e Análises. 7. ed. rev. São Paulo: Érica, 2011.
3. IRWIN, J. D.; NELMS, R. M., Análise Básica de Circuitos para Engenharia. Tradução e Revisão Técnica:
Fernando Ribeiro da Silva. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, c2010.
4. JOHNSON, D. E.; HILBURN, J. L.; JOHNSON, J. R., Fundamentos de Análise de Circuitos Elétricos. Tradução:
Onofre de Andrade Martins e Marco Antonio Moreira de Santis. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.
5. LIRA, F. A., Metrologia na Indústria. 7. ed. São Paulo: Érica, 2010.
