Questões de Concurso
Sobre instrumentação em engenharia de automação
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Um engenheiro de automação está projetando um sistema de aquisição de dados (SAD) para monitorar a integridade estrutural de uma ponte metálica sujeita a vibrações de alta frequência. O sistema utiliza extensômetros elétricos de resistência (strain gauges) conectados a um conversor analógico-digital (ADC) de alta resolução. Para garantir a confiabilidade das medições, devem ser considerados aspectos relacionados à classificação dos sensores, aos erros de autoaquecimento e aos critérios de amostragem de sinais.
Com base nos fundamentos de instrumentação industrial, assinale a alternativa correta.
Na Figura 13(a) é ilustrado o circuito representativo de um sensor de pressão piezorresistivo em configuração de ponte de Wheatstone, enquanto que na Figura 13(b) é mostrado um gráfico contendo a curva de calibração experimental da tensão diferencial V12 em função da pressão aplicada. Deseja-se projetar um estágio de condicionamento utilizando um amplificador de instrumentação, de modo que a tensão de saída seja ajustada para a faixa de [0 a 5] V, correspondente ao fundo de escala de 300 mbar. Considere que cada resistor da ponte possui valor nominal R = 200 Ω, que a variação máxima de resistência é ∆R = 1 Ω e que a ponte é alimentada por Vcc = 12 V. A tensão de saída do amplificador é dada por Vo = 0,1V12(1+RG2/RG1) e a relação entre o ganho e alguns valores dos resistores RG2 e RG1 é apresentada no quadro da Figura 13(c).
Figura 13 – (a) Circuito representativo do sensor de pressão piezorresistivo; (b) Gráfico de calibração; (c) Quadro com a relação entre o ganho e os valores dos resistores.
Com base na Figura 13 e nas informações apresentadas, assinale a alternativa correta.
Com base nessas informações, é correto afirmar que
• 4 mA corresponde a 0,0 m.
• 20 mA corresponde a 5,0 m.
• O CAD utiliza todos os níveis disponíveis para essa faixa.
• Desprezam-se erros de linearidade, offset, ganho e ruídos, considerando apenas a limitação de resolução.
Durante um ensaio, deseja-se avaliar se esse sistema é capaz de distinguir variações muito pequenas de nível no reservatório para fins de controle fino. Com base nessas informações, assinale a alternativa correta sobre a resolução do sistema de digitalização e sua implicação prática na automação.
• Opção A: transmissor 2 fios em 4–20 mA alimentado em 24 Vcc, com leitura no CLP via resistor shunt de 250 Ω (convertendo corrente em tensão).
• Opção B: sensor com saída 0–10 V (3 fios), lida diretamente por uma entrada analógica de tensão do CLP.
Considere para a análise:
• Resistência elétrica do cabo (ida + volta) ≈ 12 Ω no total (no percurso).
• Corrente do loop na Opção A varia de 4 mA (0%) a 20 mA (100%).
• O CLP na Opção A mede a tensão no shunt de 250 Ω.
• Na Opção B, o sensor tenta impor 0–10 V no borne de entrada do CLP referenciado ao comum.
Com base no apresentado, assinale a alternativa correta sobre o comportamento dos sinais 4–20 mA e 0–10 V nesse cenário (distância + ruído), considerando também o shunt de 250 Ω na entrada do CLP.
Com base na análise da figura e nos critérios técnicos de seleção de termopares, assinale a alternativa correta.
Um sensor Pt-100 tem a seguinte função de transferência para relacionar a temperatura do local de exposição (T) e a resistência medida (RT):
RT = R0(1+AT+BT2)
Considerando o princípio de funcionamento desse tipo de sensor e sabendo que R0 é a resistência a 0 °C, A e B são coeficientes do material de construção do sensor (AT + BT2 ≥ 0) e T é a temperatura de exposição, o valor de RT para temperaturas no intervalo de 0 °C a 650 °C será
Um padrão amplamente utilizado em instrumentação industrial é o sinal de corrente contínua na faixa de 4 mA a 20 mA. Um técnico de instrumentação, responsável por uma planta industrial, deseja realizar a medida da corrente de saída de um sensor de temperatura que opera na faixa de 0 °C a 160 °C. O sensor utiliza o padrão de 4-20 mA para indicar ao equipamento de leitura a temperatura do local de exposição.
Se a leitura de corrente verificada pelo técnico é de 16 mA, a temperatura medida pelo sensor é de
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