Defina os seguintes termos que são empregados para instrumentação industrial:
Faixa de Medida (Range)
Faixa de Medida (Range)
Passo 1
O enunciado pede uma definição: explicar o que é a “Faixa de Medida (Range)” usada em instrumentação industrial. Não foram dadas outras informações numéricas; a tarefa é definir o termo e mostrar como ele é usado na prática.
Passo 2
Definição básica e elementos que compõem a faixa de medida.
- A “Faixa de Medida” é o intervalo de valores do processo para os quais um instrumento (sensor, transmissor, indicador) foi calibrado para operar corretamente.
- Esse intervalo é descrito por dois números: o valor mais baixo chamado de “Lower Range Value” (
) e o valor mais alto chamado de “Upper Range Value” ( ). - A partir de
e definimos o “span” (alcance efetivo do instrumento) por
Aqui,
e
têm as mesmas unidades do processo (por exemplo,
,
,
, etc.). Vou explicar cada termo:
é o menor valor que se espera medir com precisão;
é o maior valor.
Passo 3
Como a faixa de medida é usada na prática (percentual da faixa).
- É muito comum trabalhar com “percentual da faixa” (0% a 100%). O percentual correspondente a um valor de processo
é dado por
- Variáveis da fórmula:
= valor do processo (na mesma unidade de e ); e conforme definidos; o denominador é o .
Explicação: a fórmula normalizapara um número entre (quando ) e (quando ).
Passo 4
Mapeamento entre sinal elétrico padrão e faixa de medida (ex.:
).
- Em instrumentação industrial o sinal padrão
costuma representar a . Uma fórmula prática para converter corrente (em mA) em valor de processo é
- Aqui:
é a corrente medida em ; e são os valores mínimos e máximos do sinal padrão; é o . A fração é justamente a fração da faixa representada pelo sinal. - Exemplo prático (resolvido passo a passo): instrumento com
e (logo ). Se , então
logo
Esse exemplo mostra como a faixa de medida liga sinal elétrico ao valor físico.
Passo 5
Boas práticas e implicações ao escolher uma faixa de medida.
- Escolher
e próximos ao intervalo real do processo melhora resolução e precisão aparente: se a faixa for muito ampla comparada ao que realmente ocorre, cada passo (incremento mínimo do sinal) corresponde a um grande aumento no processo e pode perder-se resolução. - Turndown (razão entre maior span utilizável e menor span prático) e saturação: um instrumento tem limites mínimos e máximos; se o processo exceder
pode haver saturação ou leitura inválida; se ficar muito abaixo de pode haver erro ou indicação de subfaixa. - “Full scale” às vezes é usado como sinônimo de
ou de — fique atento ao contexto: engenheiros muitas vezes dizem “erro de FS” significando do . - “Live zero”: em sinais
o zero do processo corresponde a (não a ); isso ajuda a detectar circuito aberto (0 mA).
Passo 6
Erros comuns e como evitá-los na prova e no trabalho prático.
- Não confundir
com . Sempre calcule antes de usar fórmulas. - Ao converter sinais, sempre verifique unidades (por ex., se
e estão em ou em ). - Se o enunciado der um sinal mínimo e máximo diferente de
, use a fórmula geral abaixo:
onde
é o sinal lido,
e
são os limites do sinal.
Passo 7
Resumo da ideia pedagógica e dica para prova.
- Na prova, quando pedirem algo relacionado à “faixa de medida”, identifique
e , calcule e aplique as fórmulas de normalização ou mapeamento de sinal. Mostre sempre os valores de , e antes de qualquer conta: isso evita erros bobos e é bem visto pelo corretor.
Resposta
Faixa de Medida (Range): intervalo entre o valor inferior de medida
e o valor superior de medida
para os quais um instrumento foi calibrado; o
é dado por
e qualquer valor
é normalmente convertido em porcentagem da faixa por
.