Caso 7 Defina o que é Fundo de Escala em um instrumento de medida. Explique as vantagens e/ou desvantagens de se utilizar uma escala muito maior que o valor da grandeza a ser medida.
Passo 1
O enunciado pede para definirmos o conceito de fundo de escala em um instrumento de medida e, em seguida, discutirmos as vantagens e desvantagens de usar uma escala cujo valor máximo seja muito maior do que a grandeza que realmente queremos medir. O conteúdo envolve noções básicas de metrologia: escala do instrumento, resolução e erro de leitura.
Passo 2
O fundo de escala de um instrumento de medida é o valor máximo que esse instrumento consegue indicar. Em outras palavras, se um voltímetro tem fundo de escala de
, ele foi projetado para medir tensões de até
; acima disso, o instrumento não indica corretamente e pode até ser danificado. O fundo de escala também serve de referência para calibrar e estimar o erro máximo do aparelho.
Passo 3
Quando escolhemos uma escala muito maior do que a grandeza real que vai ser medida, surgem prós e contras:
Vantagens
- Maior proteção do instrumento: evita sobrecarga e possíveis danos se ocorrer um pico acima do valor esperado.
- Maior faixa de trabalho: permite usar o mesmo instrumento para medições de valores pequenos e eventuais valores muito maiores, sem precisar trocar de escala.
Desvantagens
- Menor resolução efetiva: cada pequena divisão do mostrador (ou cada dígito no display) corresponde a um incremento grande na grandeza, dificultando leituras finas.
- Erro de leitura relativo maior: se a precisão absoluta é, por exemplo,
do fundo de escala, usando uma escala de para medir algo em torno de teremos um erro de , ou seja, até metade da grandeza real! - Menor sensibilidade: pequenas variações no sinal podem ficar “perdidas” entre as divisões do instrumento.
Resposta
Fundo de escala é o valor máximo que um instrumento de medida consegue indicar e serve de referência para sua calibração e para estimar seu erro. Usar uma escala muito maior que o valor real medido protege o instrumento e amplia sua faixa de uso, mas reduz a resolução, aumenta o erro relativo de leitura e diminui a sensibilidade para captar pequenas variações.