Dadas as descrições de sistemas de medição a seguir, marque ...
Dadas as descrições de sistemas de medição a seguir, marque a opção que melhor representa a o sistema descrito na ordem:
I - Um material piezoelétrico é utilizado para gerar pulsos em alta frequência, os quais podem ser utilizados por esse sensor na medição de distâncias em contato.
II - Dispositivo com sensor de radiação infravermelha, o qual coleta a radiação infravermelha termal emitida pela superfície alvo e sobrepõe a imagem real com a imagem térmica da superfície.
III - Nesse dispositivo, um flutuador sobe com a força do fluxo por uma torre cônica, sendo a altura em que se encontra indicativa direta da vazão.
IV - A vazão é diretamente obtida de acordo com a altura que o líquido alcança na obstrução quando o seu fluxo passa pelo elemento.
V - Nesse medidor, mede-se a pressão de acordo com a deformação que ocorre no próprio elemento sensor. Ao se deformar, sua resistência se altera e, consequentemente, a tensão elétrica lida no circuito em que esse sensor se encontra.
VI - A vazão é medida pela diferença de pressão causada na tubulação por esse dispositivo deprimogênio, instalado perpendicularmente ao eixo da tubulação, mas, como consequência, esse causa uma perda de carga alta.
VII - A temperatura é medida diretamente pela relação com a ddp (diferença de potencial) gerada quando as juntas, que unem os fios feitos de materiais diferentes, são submetidas a uma diferença de temperatura.
VIII - A vazão é medida pela diferença de pressão causada por esse dispositivo deprimogênio. No entanto, a retomada de pressão é mais rápida devido ao seu formato que lembra uma “ampulheta”.
Gabarito comentado
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Alternativa correta: D
1. Tema central da questão
A questão aborda sistemas e sensores de medição utilizados em engenharia de automação, fundamentais para controle de processos industriais. Exige reconhecer o princípio de funcionamento de diferentes dispositivos de medição de grandezas como vazão, pressão, temperatura e distância. Conhecimentos teóricos e práticos sobre sensores e transdutores são essenciais.
2. Resumo teórico
Sensores e sistemas de medição são dispositivos que convertem grandezas físicas em sinais mensuráveis. Exemplos:
- Medidor ultrassônico: usa pulsos ultrassônicos para medir distâncias.
- Imageador térmico: capta radiação infravermelha e sobrepõe imagem térmica à real.
- Rotâmetro: mede vazão por meio da posição do flutuador em um tubo cônico.
- Medidor de calha: obtém vazão pela altura do líquido sobre uma obstrução.
- Strain-Gage: mede deformações em materiais com variação de resistência elétrica.
- Placa de orifício: mede vazão por diferença de pressão, causando alta perda de carga.
- Termopar: mede temperatura por diferença de potencial gerada em junções de metais distintos.
- Tubo de Venturi: mede vazão por diferença de pressão, com formato que reduz a perda de carga.
Fontes: Norma ABNT NBR 14100, Instrumentação Industrial (A. D. Helfrick).
3. Justificativa da alternativa correta (D)
- I - Medidor ultrassônico: sensor piezoelétrico para pulsos de alta frequência → ultrassônico.
- II - Imageador térmico: coleta radiação infravermelha e sobrepõe imagens.
- III - Rotâmetro: flutuador em torre cônica indica vazão diretamente.
- IV - Medidor de calha: altura do líquido na obstrução relaciona-se à vazão.
- V - Strain-Gage: pressão medida pela deformação com alteração de resistência elétrica.
- VI - Placa de orifício: dispositivo deprimogênio, grande perda de carga.
- VII - Termopar: ddp gerada em junções metálicas com diferença de temperatura.
- VIII - Tubo de Venturi: formato de ampulheta, retomada de pressão rápida.
Pegadinha: Placa de orifício e tubo de Venturi são ambos deprimogênios, mas diferenciam-se pela perda de carga e formato.
4. Análise das alternativas incorretas
- A, B, C, E: Trazem erros como confundir Strain-Gage (deformação/resistência) com sensores de pressão, associar termistor ou NTC/PT100 ao efeito termoelétrico (que é de termopar), inverter Tubo de Venturi e Placa de Orifício, ou classificar imageador térmico como pirômetro apenas.
5. Estratégia de resolução
Leia atentamente as descrições e associe cada termo ao princípio físico. Cuidado com termos parecidos (deprimogênios), sempre procure por detalhes como perda de carga e formato.
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