Sobre a caracterização dos sistemas de medição conceitue e exemplifique os seguintes parâmetros de entrada/saída do sistema:
(a) Intervalo de Medição;
(b) Sensibilidade;
© Desvio de zero (Offset);
(d) Desvio de sensibilidade (Drift);
(e) Resolução;
(f) Linearidade;
(g) Histerese;
(h) Tolerância;
(i) Confiabilidade;
(j) Limiar;
(k) Zona morta;
(l) Saturação.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente explicar e dar um exemplo prático de vários parâmetros que caracterizam sistemas de medição (tipo termômetro, balança, sensor etc.). O conteúdo aqui é teoria de metrologia: conceitos como intervalo de medição, sensibilidade, offset, drift, resolução, linearidade, histerese, tolerância, confiabilidade, limiar, zona morta e saturação. Para resolver, a gente vai definir cada termo do zero e ilustrar com um exemplo bem simples, sem pular nenhuma etapa.

Passo 2

(a) Intervalo de Medição
Definição: é a faixa de valores do grandeza (entrada) que o sistema consegue medir com validade.
Exemplo: um termômetro que mede de 0 °C a 100 °C tem intervalo de medição de 0 °C ≤ T ≤ 100 °C.

Passo 3

(b) Sensibilidade
Definição: é o ganho do sensor, ou seja, quanto a saída varia quando a entrada muda. Formalmente
S = Deí
Exemplo: numa célula de carga, se 1 kg faz zero sair 2 mV a mais, a sensibilidade é S = 2 mV/kg.

Passo 4

© Desvio de zero (Offset)
Definição: é a saída que o sistema dá quando a entrada vale zero. Se não for zero, temos um “deslocamento” inicial.
Exemplo: uma balança que, sem peso, mostra 0,2 kg de leitura. Esse 0,2 kg é o offset.

Passo 5

(d) Desvio de sensibilidade (Drift)
Definição: é a mudança da sensibilidade com o tempo, temperatura ou outras condições.
Exemplo: um sensor de temperatura inicialmente tem 10 mV/°C, mas após envelhecer passa a ter 9,8 mV/°C. A diferença de 0,2 mV/°C é o drift de sensibilidade.

Passo 6

(e) Resolução
Definição: menor variação da entrada que causa uma mudança detectável na saída.
Exemplo: um multímetro digital que mostra 0,1 V por divisão tem resolução de 0,1 V – mudanças menores não aparecem.

Passo 7

(f) Linearidade
Definição: quão próximo o comportamento do sistema (transferência entrada→saída) está de uma linha reta ideal.
Exemplo: se um sensor de pressão de 0–10 bar tem saída que, de fato, forma uma reta com erro máximo de ±1% em relação à reta ideal, dizemos que ele tem 1% de erro de linearidade.

Passo 8

(g) Histerese
Definição: diferença de saída para o mesmo valor de entrada, dependendo se estamos aumentando ou diminuindo a entrada.
Exemplo: num sensor de posição, ao ir de 0→100 mm e depois de 100→0 mm, a curva de volta fica “atrasada” e passa em 95 mm onde antes passava em 100 mm – isso é histerese.

Passo 9

(h) Tolerância
Definição: margem de erro permitida pelo fabricante entre o valor real e o medido.
Exemplo: um sensor especificado como 5 V ±2% pode ter saída entre 4,9 V e 5,1 V para um dado ponto.

Passo 10

(i) Confiabilidade
Definição: probabilidade de o sistema funcionar sem falhas num intervalo de tempo ou número de ciclos.
Exemplo: um sensor com MTBF (tempo médio entre falhas) de 1000 h tem alta confiabilidade se for usado menos que isso.

Passo 11

(j) Limiar
Definição: valor mínimo da entrada para o qual o sistema começa a responder.
Exemplo: um microfone que só capta sons acima de 20 Hz. A frequência de 20 Hz é o limiar.

Passo 12

(k) Zona morta
Definição: intervalo de entrada no qual a saída não muda, mesmo que a entrada varie.
Exemplo: um joystick com “folga” em que movimentos até ±2° não alteram a posição lida – essa faixa de ±2° é a zona morta.

Passo 13

(l) Saturação
Definição: ponto em que a saída atinge limite máximo (ou mínimo) e não cresce mais, mesmo que a entrada aumente.
Exemplo: um amplificador que só entrega até ±12 V na saída; se a entrada pedir mais, ele “clipa” em +12 V ou –12 V, saturando.

Resposta

Pronto! A gente definiu e exemplificou cada parâmetro de entrada/saída de um sistema de medição, sem pular etapas e no estilo amigo explicando. Espero que ajude nos estudos!

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