É possível utilizar as mãos para determinar a temperatura dos objetos com exatidão?

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• Por que as mãos não podem ser utilizadas para determinar a temperatura com exatidão?
• Como podemos avaliar com exatidão a temperatura de um corpo?
• Como medir a temperatura com a mão?
• Como podemos determinar a temperatura de um objeto?

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Instrumento de Medição 
- Sensor
Automação e Controle 1
Prof. MSc. José Fábio Abreu de Andrade
Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Referências:
▪ AGUIRRE, Liuis Antonio. Fundamentos de 
instrumentação. São Paulo: Pearson, 2013.
▪ ALVES, José Loureiro. Instrumentação, Controle e 
Automação de Processos, 2ª edição. LTC, 07/2010. 
VitalSource Bookshelf Online.
▪ GROOVER, Mikell. Automação Industrial e Sistemas de 
Manufatura - 3ª ed.- São Paulo, 2011 ISBN: 
9788576058717
▪ MORAES, Cícero Couto de, Engenharia de Automação 
Industrial. Rio de Janeiro, Editora LTC, 2007;
Automação e Controle 2
Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Os instrumentos industrias de medição são
desenvolvidos usando diferentes tecnologias e estas
definem o campo de atuação dos instrumentos. A
capacidade de “sentir” destes equipamentos é oriunda
de sua arquitetura e dos elementos físicos que os
compõem, mas para que possa mensurar esses
elementos internos do instrumento devem interagir
com a variável a ser observada.
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Instrumentos de Medição - Sensores
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Figura 1 - Tabela de estímulos e variáveis medidas
Fonte: Groover, 2011, p. 93
Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Provavelmente, você já deve ter se deparado com
sensores usados em torneiras com abertura automática,
muito comum em shoppings. O sensor embutido nessas
torneiras são óticos, ou seja, são desenvolvidos para
obter respostas usando luz. Este sensor é composto de
dois elementos, um emissor e um receptor de luz,
mesmo que fora da faixa visual. Quando aproximamos
as mãos da torneira, a luz emitida se reflete e é
capturada pelo receptor, assim o sensor interpreta que
há alguém para usar a água. Mas será que esse
instrumento consegue detectar a presença de um vidro
totalmente translucido? Provavelmente, não.
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Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Exatidão e precisão:
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Figura 2 - Distribuição de tiros e análise de exatidão e precisão
Fonte: UOL
Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Em instrumentos bastante precisos, porém pouco exatos, é
possível transladar matematicamente a medida de forma a ter
uma medição “exata”. Por exemplo, é sabido que um instrumento
medidor de temperatura indica sempre 10°C a mais, sendo assim,
é possível subtrair esse valor nas medições e obter o valor
correto da variável medida.
➢ Sensibilidade: a variação do valor de entrada em relação com a
variação do valor da variável medida. Pode-se determinar a
sensibilidade de um instrumento fracionando a saída pela entrada
e assim também determinar a unidade física. Por exemplo, um
sensor de temperatura tem um incremento de 1 volt em seu sinal
de saída para cada 5 °C de variação de temperatura, logo sua
sensibilidade é de ⅕ Volt/°C.
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Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Resolução: A resolução de instrumento indica a menor variação
no valor da variável medida que é perceptível no processo de
medição. Ou seja, o valor de saída do sensor só será alterado
quando o valor de entrada for acrescido ou decrescido do valor
de sensibilidade.
➢ Zona morta: Provavelmente você já se deparou com a situação
de tentar aumentar o volume do som girando o potenciômetro,
mas quando partimos do volume zero e começamos a girar o
volume só começa a aumentar depois de certo ponto , havendo
um espaço onde a variação do potenciômetro não afeta o volume
do som. A esse espaço denomina-se zona morta.
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Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Faixa: A faixa de operação, também chamada de range, é a zona
onde um instrumento consegue medir. Por exemplo, um
voltímetro que é capaz de medir tensões entre -127 a 127 Volts.
➢ Alcance: Já o alcance, ou span, é a diferença algébrica entre os
valores mínimos e máximos da faixa de operação do sensor.
Usando o mesmo exemplo anterior o alcance do voltímetro é de
254 Volts.
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Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Calibração: Calibrar um instrumento é o processo de
comparação entre os valores indicados com valores padrões, ou
de referência, para que se ajuste o instrumento ou a resposta do
mesmo.
➢ Executando a calibração é possível determinar o erro de medição
e aumentar a precisão do equipamento (AGUIRRE, 2013).
➢ Existem empresas certificadas pelo Instituto Nacional de
Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO) que calibram
instrumentos industrias, usando de metodologia adequada. Este
processo é importante para manter a qualidade dos sistemas de
automação e produção.
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Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Calibração:
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Figura 3 - Características desejáveis nos instrumentos de medição
Fonte: GROOVER, 2011, p. 96
Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Principais sensores e variáveis industriais: existem diversos
tipos de sensores e que estes respondem a diferentes tipos de
estímulos físicos. A resposta a estes estímulos os fazem indicados
para uso na medição de varáveis determinadas.
➢ Há no mercado uma enorme gama de instrumentos de medição
para atender diferentes demandas industrias. Porém há aqueles
que são mais comuns, estes são usados para medir as principais
variáveis industriais que são temperatura, pressão, nível e vazão,
pois a partir delas é possível obter resposta de várias outras.
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Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Um mesmo instrumento pode ser usado para medir variáveis diferentes.
Por exemplo, os sensores ultrassônicos emitem ondas sonoras e calcula
o tempo em que a mesma é refletida e volta até o sensor. Essa
característica possibilita seu uso para medir distância porém também
pode ser usado para medir nível. Como os tanques tem altura fixa e se
sabe a distância do fluido até sua capacidade máxima, pode-se medir o
quão cheio está o tanque e, consequentemente, saber o nível.
➢ Algumas variáveis tem um alto nível de complexidade em sua medição,
porém estão relacionadas fisicamente com outras do mesmo processo.
Nestes casos é possível, e muitas vezes mais viável, medir as variáveis
relacionadas e obter indiretamente o valor da variável desejada.
Como por exemplo, para saber o volume de um fluido é possível medir a
temperatura e pressão e usar de expressões algébricos oriundos da
física para inferir sobre o valor de volume.
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Instrumentos de Medição - Sensores
➢ São raras as situações onde existem apenas um tipo de instrumento
para mensurar uma certa grandeza físicas. É o caso da medição de
temperatura que é possível encontrar sensores com tecnologia de
construção e sinal de saída baste diversificados. Existem sensores que
traduzem a variação de temperatura em sinal elétrico, como os
termopares, outros que sua saída é uma variação de resistência, outros
que traduzem de forma mecânica usando dilatação do seu material de
construção, como os disjuntores, os sensores de radiação térmica,
enfim, existem uma enorme diversidade de instrumentos de medição
capazes de mensurar temperatura. No entanto, cada um deles irão
acarretar uma série vantagens e desvantagens comparado com os
demais modelos.
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Instrumentos de Medição - Sensores
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Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Sensores Discretos: seu sinal elétrico de saída são do tipo 0-1,
“on”-”off”, isto é, binárias. São utilizados para detecção de
eventos, por exemplo, chegada de um objeto a uma posição, um
nível de um fluído a um valor etc.
➢ Sensores de medição ou transdutores: seu sinal elétrico de
saída reproduz a amplitude do seu sinal de entrada. Seu sinal de
saída pode ser analógico ou digital. Utilizados em controle
dinâmico de processos.
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Instrumentos de Medição - Sensores
➢ Ohmímetro: Dispositivo analógico que mede a resistência
elétrica, ou seja, a oposição à passagem da corrente elétrica, de
um componente ou circuito.
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➢ Codificador óptico - Encoders: Dispositivo digital utilizado para
medir posição e/ou velocidade,

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