Defina as seguintes propriedades básicas dos instrumentos de medição: indicação, fundo de escala, range e resolução.
Passo 1
O enunciado pede definições claras e básicas de quatro propriedades de instrumentos de medição: indicação, fundo de escala, range e resolução.
As perguntas são, portanto:
As perguntas são, portanto:
- O que é a indicação de um instrumento?
- O que é o fundo de escala (full scale)?
- O que é o range (faixa de medição)?
- O que é a resolução do instrumento?
Não há outros dados numéricos no enunciado. Vou explicar cada termo de forma didática, passo a passo, com fórmulas simples e exemplos que você pode reproduzir na prova.
Passo 2
Definição e entendimento de “indicação” (o que o instrumento mostra).
- A indicação é o valor que o instrumento apresenta quando mede uma grandeza. Vou chamar a indicação de
. - Existe também o valor verdadeiro (ou valor real) da grandeza, que vou chamar de
. - A diferença entre o que o instrumento indica e o valor verdadeiro é o erro de indicação; denota-se por
e define-se como
- Exemplos práticos e dicas:
- Se um voltímetro indica
(volts) e o valor verdadeiro for (volts), então o erro é (volts). - Na prova: quando aparecer “indicação” pense sempre no número que aparece no mostrador (ou tela). Quando pedirem erro, use a fórmula acima.
- Observação pedagógica: indicação não implica que esteja correta — sempre compare com o valor verdadeiro se possível.
- Se um voltímetro indica
Passo 3
Definição de “fundo de escala” (full scale).
- O fundo de escala é o maior valor nominal que o instrumento pode indicar numa determinada escala. Vou denotar o fundo de escala por
(ou por quando for natural usar o limite superior). - Em instrumentos analógicos com várias escalas, cada escala tem seu próprio
. Ex.: um amperímetro com escalas – e – tem fundos de escala e . - Uso prático na prova: “fundo de escala” = valor máximo escrito para aquela escala. Não confundir com capacidade absoluta do instrumento (que pode ter múltiplas escalas).
Passo 4
Definição de “range” (faixa de medição).
- O range é o intervalo de valores que o instrumento pode medir numa determinada configuração. Vou representar o range como o intervalo
onde
é o menor valor medível e
é o maior valor medível (também pode ser o fundo de escala para escalas que começam em zero).
- Exemplos:
- Um termômetro que mede de
até tem range . - Um sensor que só mede correntes de
a tem range .
- Um termômetro que mede de
- Dica de prova: quando pedirem se uma medição está dentro do alcance do instrumento, verifique se o valor verdadeiro ou a indicação está dentro do intervalinho
.
Passo 5
Definição de “resolução” e como interpretá-la na prática.
- A resolução é a menor variação da grandeza que o instrumento consegue distinguir (ou seja, a menor mudança perceptível na indicação). Vou denotar a resolução por
. - Interpretação simples: se
(unidade adequada), mudanças menores que serão exibidas como o mesmo valor no instrumento — ele não “vê” essas mudanças. - Exemplos para fixar:
- Um voltímetro digital que mostra duas casas decimais em volts (ex.:
) tem resolução típica . Escreva isso como (na unidade usada). - Um ADC de
bits que cobre um range tem, idealmente, resolução aproximada
Por exemplo, um ADC de bits ( ) com teria . - Um voltímetro digital que mostra duas casas decimais em volts (ex.:
- Diferença entre resolução e precisão: resolução é o menor passo distinguível; precisão ou exatidão é o quão próximo da verdade está a indicação. Um instrumento pode ter boa resolução e ainda assim estar com um grande erro sistemático.
- Dica de prova: se perguntarem o número de dígitos significativos ou o passo mínimo que o instrumento mostra, é resolução.
Passo 6
Relações práticas, erros comuns e como responder rápido na prova.
- Relação entre fundo de escala, range e resolução:
- Muitas vezes, para uma escala que vai de
a , pode-se escrever o range como e então estimar a resolução sabendo o número de divisões analógicas ou bits/dígitos digitais.
- Muitas vezes, para uma escala que vai de
- Erros comuns que valem ponto perdido:
- Confundir fundo de escala
com resolução . é o máximo que aparece; é o menor passo. - Dizer que resolução é sinônimo de precisão. Explique sempre a diferença.
- Confundir fundo de escala
- Como responder numa questão de prova:
- Se pedirem “o que é indicação?”, escreva: indicação = valor mostrado; erro =
. - Se pedirem “fundo de escala?”, diga o valor máximo da escala (escreva
ou ). - Se pedirem “range?”, escreva o intervalo
. - Se pedirem “resolução?”, explique como o menor passo
, dê exemplo numérico e, se for instrumento digital, cite .
- Se pedirem “o que é indicação?”, escreva: indicação = valor mostrado; erro =
Resposta
Indicação: valor que o instrumento apresenta; se
é a indicação e
o valor verdadeiro, o erro de indicação é
.
Fundo de escala: valor máximo nominal de uma escala do instrumento, denotado por
(ou por
para a escala considerada).
Range: intervalo de medição do instrumento numa dada configuração, escrito como
.
Resolução: menor variação distintiva que o instrumento consegue indicar, denotada
; para um ADC de
bits sobre range
vale aproximadamente
.