"LIVRO DE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL - EDIÇÃO ELECTRÓNICA"
CONTEÚDO DO VOLUME I
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1. A INSTRUMENTAÇÃO NA INDÚSTRIA
1.1. INTRODUÇÃO
1.2. O PROCESSO INDUSTRIAL
1.2.1. Processo e variáveis do processo
1.2.2. Exemplos de processos.
1.2.3. Processos contínuos e descontínuos.
1.2.4. Representação de um processo.
1.3. SENSORES E CONVERSORES.
1.3.1. Introdução.
1.3.2. Sensores
1.3.3. Conversores analógicos/ digitais.
1.4. VÁLVULAS, ACTUADORES E CONTROLADORES
1.5. ESCRITA DOS NÚMEROS E UNIDADES
1.5.1. Algarismos significativos
1.5.2. Notação científica
1.5.3. Arredondamentos
1.6. SISTEMAS DIGITAIS
1.6.1. Variáveis e operações booleanas
1.6.2. Sistemas sem memória
1.6.3. Sistemas com memória
1.7. FENÓMENOS PERIÓDICOS
1.7.1. Representação analítica e gráfica
1.7.2. O sinal sinusoidal
2. CONDICIONADORES E FONTES
2.1 INTRODUÇÃO
2.2 ELEMENTOS DE CIRCUITOS
2.2.1 Resistência
2.2.2 Bobina
2.2.3 Condensador
2.2.4 Leis de Kirchhoff
2.2.4.1 Lei dos nós
2.2.4.1 Lei das malhas
2.2.5 Díodo
2.2.6 Transístor de junção
2.2.7 Circuito integrado
2.3 AMPLIFICADORES
2.3.1 Introdução
2.3.2 Ganho
2.3.3 Linearidade
2.3.4 Impedância de entrada
2.3.5 Impedância de saída
2.3.6 Ligação em cascata
2.3.7 Resposta em frequência
2.3.8 Amplificador diferencial
2.3.9 Ruído do amplificador
2.4 AMPLIFICADORES OPERACIONAIS
2.4.1 Introdução
2.4.2 Amplificador não inversor
2.4.3 Amplificador inversor
2.4.4 Amplificador somador/subtractor
2.4.5 Integrador
2.4.6 Diferenciador
2.4.7 Conversor corrente/tensão
2.4.8 Conversor tensão/corrente
2.4.9 Amplificador de carga
2.4.10 Amplificador de instrumentação
2.5 PONTE DE WHEATSTONE
2.5.1 Pontes de medida
2.5.2 Ponte de Wheatstone óhmica
2.5.3 Ponte de Wheatstone alimentada a tensão constante
2.5.4 Ponte de Wheatstone alimentada a corrente constante
2.6 FILTROS
2.6.1 Introdução
2.6.2 Filtros analógicos passivos.
2.6.3 Filtros analógicos activos.
2.6.4 Filtros digitais.
2.6.4.1 Média fixa
2.6.4.2 Média móvel
2.6.4.3 Filtro exponencial
2.7 ISOLAMENTO GALVÂNICO
2.7.1 Introdução
2.7.2 Isolamento por transformador.
2.7.3 Isolamento óptico.
2.8 FONTES DE ALIMENTAÇÃO
2.8.1 Introdução
2.8.2 Pilha
2.8.3 Bateria
2.8.3.1 Capacidade de uma bateria
2.8.4 Fonte de alimentação
2.8.5 Alimentação de um transmissor a dois fios
2.9 INDICADORES
2.10 PROBLEMAS
3. POSIÇÃO, DEFORMAÇÃO E VELOCIDADE
3.1 INTRODUÇÃO
3.2 POSIÇÃO
3.2.1 Sistemas de coordenadas
3.2.2 Potenciómetro
3.2.2.1 Introdução. Princípio.
3.2.2.2 Materiais. Características.
3.2.3 Transdutor indutivo
3.2.4 LVDT
3.2.4.1 Princípio.
3.2.4.2 Características.
3.2.5 Resolvers
3.2.6 Encoder
3.2.7 Condensador Variável
3.2.7.1 Princípio. Capacidade. Impedância.
3.2.7.2 O condensador como transdutor.
3.2.8 O efeito de Hall
3.3 DEFORMAÇÃO
3.3.1 Conceitos de tensão e deformação
3.3.2 Lei de Hooke. Módulo de elasticidade
3.3.3 Tensão de corte
3.3.4 Viga encastrada
3.3.5 Membrana circular
3.3.6 Extensómetros
3.3.6.1 Princípio de funcionamento
3.3.6.2 Sensibilidade. Factor do extensómetro
3.3.6.3 Circuitos de medida. Compensação de temperatura
3.3.7 Outros métodos
3.3.7.1 Ultra-sons
3.3.7.2 Micro-ondas
3.3.7.3 Laser
3.3.7.4 Fibra óptica
3.4 VELOCIDADE
3.4.1 Velocidade linear e angular
3.4.1.1 Movimento de um corpo sólido
3.4.1.2 Velocidade linear
3.4.1.3 Velocidade angular e de rotação
3.4.2 Sensores de Velocidade Angular
3.4.2.1 Gerador taquimétrico
3.4.2.2 Taquímetro digital
3.4.2.3 Velocidades muito baixas
3.4.3 Sensores de Velocidade Linear
3.4.3.1 Taquímetro acoplado
3.4.3.2 Marcas no tapete
3.4.3.3 Encoder linear
3.4.3.4 Correlação
3.4.4 Velocidade de Fluidos
3.4.4.1 Anemómetro de conchas
3.4.4.2 Molinete
3.4.4.3 Tubo de Pitot
3.4.4.4 Anemómetro de fio quente
3.5 PROBLEMAS
4. FORÇA, BINÁRIO, PESO E ACELERAÇÃO
4.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS
4.1.1 Força
4.1.2 Momento e binário
4.1.3 Aceleração e massa
4.1.4 Peso
4.1.5 Impulso de uma força
4.1.6 Tensão e deformação
4.2 DINAMÓMETROS
4.2.1 Célula de carga
4.2.2 Célula em anel
4.2.3 Barra encastrada
4.3 SENSORES DE BINÁRIO
4.3.1 Acoplamento elástico
4.3.2 Extensómetros sobre o veio
4.4 ACELERÓMETROS
4.4.1 A piezoelectricidade
4.5 BALANÇAS
4.5.1 Breve Resumo Histórico
4.5.2 Métodos de Pesagem
4.5.3 Balanças de alavancas
4.5.4 Balanças hidráulicas
4.5.5 Balanças pneumáticas
4.5.6 Balanças com células de deformação
4.5.7 Balanças radioactivas
4.5.8 Tapetes para Medida em Contínuo
4.5.9 Pesagem por Medida Volumétrica
4.5.10 Controlo do Alimentador do Tapete
4.6 PROBLEMAS
5. PRESSÃO
5.1. CONCEITO DE PRESSÃO. UNIDADES
5.1.1. Introdução
5.1.2. Definições
5.1.3. Fluidos estáticos
5.1.4. Fluidos dinâmicos
5.1.5. Unidades
5.2. MANÓMETRO DE COLUNA LÍQUIDA
5.3. MANÓMETRO DE BOURDON
5.4. MANÓMETRO DE DIAFRAGMA
5.4.1. Constituição e tipos
5.4.2. Distribuição das tensões mecânicas
5.4.2.1. Medição com extensómetros
5.4.2.2. Medição por variação de capacidade
5.4.2.3. Medição por método piezoresistivo
5.4.2.4. Medição com balança de forças
5.4.3. O diafragma como selante
5.5. MANÓMETROS DE FOLE DE CÁPSULAS E DE CILINDRO
5.5.1. Manómetro de fole
5.5.2. Manómetro de cápsulas
5.5.3. Manómetro de cilindro
5.6. SENSORES PIEZOELÉCTRICOS
5.7. PRESSÓSTATO
5.7.1. Introdução
5.7.2. Princípio de funcionamento
5.7.3. Banda morta ou diferencial
5.8. BLOCOS DE VÁLVULAS
5.9. CALIBRAÇÃO
5.9.1. Balança de pesos mortos
5.9.2. Calibrador
5.10. ESPECIFICAÇÃO E SELECÇÃO
5.11. PROBLEMAS RESOLVIDOS
5.12. PROBLEMAS PROPOSTOS
6. ELEMENTOS PNEUMÁTICOS
6.1. INTRODUÇÃO
6.2. TRANSMISSORES
6.2.1. Tipos de sinal
6.2.2. O sistema tubeira-palheta
6.2.3. O relé pneumático
6.2.4. A balança de forças
6.3. CONTROLADORES
6.3.1. Introdução
6.3.2. Controlador Proporcional
6.3.3. Controlador proporcional integral (PI)
6.3.4. Controlador proporcional derivativo (PD)
6.3.5. Controlador proporcional integral e derivativo (PID)
6.4. OUTROS DISPOSITIVOS
6.4.1. Conversor I/P
6.4.2. Conversor P/I
6.4.3. Extractor de raiz quadrada
6.5. COMPRESSORES
6.5.1. Compressor de pistão
6.5.2. Compressor de parafusos
6.5.3. Compressor de turbina
6.5.4. Características
6.6. PROBLEMAS RESOLVIDOS
7. SENSORES DE NÍVEL
7.1. INTRODUÇÃO
7.2. FUNDAMENTOS DE HIDROSTÁTICA
7.2.1. Conceito de nível
7.2.2. Equações fundamentais
7.2.3. Teorema de Arquimedes
7.2.3.1. Corpos totalmente mergulhados.
7.2.3.2. Corpos parcialmente mergulhados.
7.3. CLASSIFICAÇÃO DOS SENSORES
7.4. TUBO DE VISUALIZAÇÃO
7.5. RESERVATÓRIO COM FLUTUADOR
7.6. DISPOSITIVOS DE DESLOCAMENTO VARIÁVEL
7.7. NÍVEL POR PRESSÃO HIDROSTÁTICA
7.7.1. Tubo de borbulhamento
7.7.1.1. Reservatórios abertos.
7.7.1.2. Reservatórios fechados.
7.7.2. Nível por transmissor de pressão
7.8. SENSORES POR CONDUTIVIDADE
7.8.1. Medição em contínuo
7.8.2. Liga/Desliga
7.9. SENSORES CAPACITIVOS
7.9.1. Princípio de funcionamento
7.9.2. Líquidos isolantes
7.9.3. Líquidos condutores
7.10. SENSORES DE ULTRA-SONS
7.11. SENSORES RADIOACTIVOS
7.12. SENSORES POR RADAR
7.12.1. Introdução. História
7.12.2. Radar CW-FM
7.12.3. Radar por impulsos
7.12.4. Vantagens e inconvenientes da medição por radar
7.13. OUTROS SENSORES DE NÍVEL
7.13.1. Detector gravimétrico
7.13.2. Sensor por medição do binário
7.13.3. Lâmina vibrante
7.14. PROBLEMAS RESOLVIDOS
7.15. PROBLEMAS PROPOSTOS
8. TEMPERATURA
8.1. INTRODUÇÃO
8.2. TEMPERATURA, TERMÓMETROS, UNIDADES
8.2.1 Conceito de temperatura. Termómetro.
8.2.2 A Escala Internacional de Temperaturas.
8.2.3 Unidades.
8.3. TERMÓMETROS DE LÍQUIDO, DE PRESSÃO E BIMETÁLICOS
8.3.1 Dilatação linear e volumétrica.
8.3.2 Termómetro de líquido.
8.3.3 Termómetro de pressão de gás.
8.3.4 Termómetro de tensão de vapor.
8.3.5 Termómetro bimetálico.
8.4. TERMO-RESISTÊNCIAS
8.4.1 Princípio, Materiais, Características.
8.4.2 Sensibilidade.
8.4.3 Linearização.
8.4.4 Considerações diversas.
8.4.4.1. Auto-aquecimento
8.4.4.2. Sensibilidade à deformação
8.4.4.3. Comprimento das ligações
8.4.4.4. Estabilidade das leituras
8.4.4.5. Protecção mecânica e química
8.4.5 Circuitos de medida.
8.4.5.1. Ponte de Wheatstone.
8.4.5.2. Ponte de Wheatstone a três fios.
8.4.5.3. Gerador de corrente e medida da tensão.
8.5. TERMISTORES
8.5.1 Constituição e características.
8.5.2 Sensibilidade.
8.5.3 Aspectos práticos.
8.5.3.1. Obtenção da temperatura
8.5.3.2. Auto-aquecimento
8.5.3.3. Construção
8.5.3.4. Comprimento das ligações
8.5.4 Precisão e estabilidade
8.5.5 Linearização e circuitos condicionadores.
8.6. TERMOPARES
8.6.1 Constituição e princípio de funcionamento.
8.6.1.1. Efeito de Seebeck ()
8.6.1.2. Efeito de Peltier ()
8.6.1.3. Efeito de Thompson
8.6.1.4. Funcionamento dos termopares
8.6.2 Leis de comportamento dos termopares.
8.6.2.1. Dois metais, duas junções
8.6.2.2. Independência da temperatura do percurso
8.6.2.3. Lei dos metais intermédios 1
8.6.2.4. Lei dos metais intermédios 2
8.6.2.5. Lei das temperaturas sucessivas
8.6.2.6. Lei dos metais sucessivos
8.6.2.7. Considerações sobre as leis anteriores
8.6.3 Sensibilidade.
8.6.4 Aspectos diversos.
8.6.4.1. Termopares “standard”
8.6.4.2. Estabilidade
8.6.4.3. Precisão
8.6.4.4. Gamas de medida
8.6.4.5. Temperatura da junção de referência
8.6.4.6. Bainha e diâmetro dos condutores
8.6.4.7. Cabos de ligação
8.7. TERMÓMETROS DE SEMICONDUTORES
8.7.1 A junção P-N como sensor de temperatura.
8.7.2 O transístor de junção como sensor de temperatura
8.7.3 Sensores de temperatura em circuito integrado
8.8. TERMÓMETROS DE QUARTZO
8.8.1 Princípio de funcionamento.
8.8.2 Constituição.
8.8.3 Frequência de oscilação.
8.8.4 Sensibilidade.
8.8.5 Características.
8.8.6 Aplicações.
8.9. TERMÓMETROS POR RADIAÇÃO E PIRÓMETROS
8.9.1 Introdução.
8.9.2 Fundamentos de Radiação.
8.9.3 Pirómetros e termómetros por radiação.
8.9.3.1. Pirómetros ópticos
8.9.3.2. Termómetros de infra-vermelhos
8.9.3.3. Detector de fotões
8.10. PROPAGAÇÃO DE CALOR, RESPOSTA DINÂMICA
8.10.1 Condutância e resistência térmicas.
8.10.2 Auto-aquecimento.
8.11. CALIBRAÇÃO
8.11.1 Introdução.
8.11.2 Padrões primários.
8.11.2.1. Células para pontos fixos
8.11.2.2. Estufas
8.11.2.3. Termómetros de precisão
8.11.3 Calibradores.
8.12. ESPECIFICAÇÃO E SELECÇÃO
8.13. INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO
8.13.1 Local de instalação dos elementos primários.
8.13.2 Ligação do sensor ao processo.
8.13.2.1. Ligação roscada
8.13.2.2. Ligação por aperto
8.13.2.3. Ligação soldada
8.13.2.4. Ligação colada
8.13.2.5. Ligação flangeada
8.13.3 Local de instalação dos transmissores.
8.13.3.1. Instalação à cabeça
8.13.3.2. Instalação em caixa de junção
8.13.3.3. Instalação centralizada
8.13.4 Cabos de ligação.
8.13.5 Identificação do equipamento.
8.13.6 Diagramas e esquemas de ligações.
8.13.7 Manutenção.
8.14. PROBLEMAS RESOLVIDOS
8.15. PROBLEMAS PROPOSTOS
9. CAUDALÍMETROS
9.1. INTRODUÇÃO
9.2. FUNDAMENTOS DE HIDRODINÂMICA. CAUDAL
9.2.1 Nomenclatura.
9.2.2 Equações fundamentais
9.2.2.1. Equação de Euler
9.2.2.2. Teorema de Bernoulli
9.2.2.3. Equação da continuidade
9.2.2.4. Potência de um escoamento.
9.3. CLASSIFICAÇÃO DOS CAUDALÍMETROS
9.3.1 Classificação baseada no tipo de grandeza primária.
9.3.2 Classificação baseada no fenómeno físico interveniente
9.4. MEDIÇÃO DE CAUDAIS EM CANAIS ABERTOS
9.4.1 Descarregadores
9.4.1.1. Descarregador de secção rectangular, sem contracção da veia líquida.
9.4.1.2. Descarregador de secção rectangular, com contracção da veia líquida.
9.4.1.3. Descarregador de secção trapezoidal (inclinação da parede 4:1):
9.4.1.4. Descarregador de secção triangular:
9.4.1.5. Características dos descarregadores
9.4.2 Canais
9.4.3 Comportas.
9.5. CAUDALÍMETROS BASEADOS NA VARIAÇÃO DE PRESSÃO
9.5.1 Orifício calibrado.
9.5.2 Bocal (“Flow Nozzle”).
9.5.3 Venturi.
9.5.4 Cotovelo (“Elbow”).
9.5.5 Compensação de pressão e temperatura
9.6. CAUDALÍMETRO ELECTROMAGNÉTICO.
9.6.1 Princípio de funcionamento.
9.6.2 Detalhes construtivos
9.6.2.1. Corpo
9.6.2.2. Revestimento interior
9.6.2.3. Eléctrodos
9.6.2.4. Alimentação das bobinas.
9.6.3 Condições de funcionamento.
9.6.3.1. Temperatura de utilização
9.6.3.2. Pressão.
9.6.3.3. Condutividade do fluido.
9.6.3.4. Densidade do fluido
9.6.3.5. Viscosidade
9.6.3.6. Gama de medida
9.6.3.7. Precisão
9.6.3.8. Perda de carga
9.6.3.9. Sentido do fluido
9.6.4 Escolha de secção do caudalímetro.
9.6.5 Instalação
9.6.6 Transmissor
9.6.6.1. Descrição
9.6.6.2. Parametrização
9.7. CAUDALÍMETROS POR FORÇA DE ARRASTAMENTO.
9.7.1 Princípio de funcionamento.
9.7.2 Rotâmetro.
9.7.3 Caudalímetro de alvo (“target”).
9.8. CAUDALÍMETROS DE VÓRTICE OU TURBILHÃO
9.9. CAUDALÍMETRO MÁSSICO DE CORIOLIS
9.10. PROBLEMAS RESOLVIDOS
9.11. PROBLEMAS PROPOSTOS
10. SENSORES DE VISCOSIDADE
10.1. INTRODUÇÃO
10.2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
10.2.1. Conceito de viscosidade. Lei de Newton
10.2.2. Outras grandezas
10.2.3. Unidades
10.2.4. Reogramas. Características reológicas.
10.2.5. Influência da temperatura e pressão
10.2.6. Variação com o tempo
10.2.7. Medição da viscosidade
10.3. MÉTODOS LABORATORIAIS DE MEDIDA
10.3.1. Método do tubo capilar
10.3.2. Método esfera em queda
10.3.3. Viscosímetro de extrusão
10.3.4. Viscosímetros rotacionais
10.3.4.1. Viscosímetro de cilindros concêntricos
10.3.4.2. Viscosímetro de cone
10.3.4.3. Viscosímetro de prato
10.4. MÉTODOS INDUSTRIAIS DE MEDIDA
10.4.1. Viscosímetro de pressão diferencial
10.4.2. Viscosímetro de vibração
10.4.3. Viscosímetros rotacionais
10.5. PROBLEMAS
CONTEÚDO DO VOLUME II
11. SENSORES ÓPTICOS
11.1. UM POUCO DE HISTÓRIA
11.2. NATUREZA DA LUZ
11.2.1. Os quanta de luz
11.2.2. As equações de Maxwell
11.2.3. Espectro de frequências
11.2.4. Ondas planas
11.2.5. Polarização
11.3. ÓPTICA GEOMÉTRICA
11.3.1. O domínio da Óptica Geométrica. Caminho óptico
11.3.2. Reflexão e Refracção. Leis de Snell-Descartes
11.3.3. Lentes, espelhos curvos e prismas
11.3.3.1. Lentes
11.3.3.2. Espelhos curvos
11.3.3.3. Prismas
11.4. INSTRUMENTOS ÓPTICOS
11.4.1. A máquina fotográfica
11.4.2. A vista humana
11.4.3. Defeitos na visão
11.4.4. A Lupa
11.4.5. O Microscópio
11.4.6. O Telescópio
11.5. FOTOMETRIA
11.5.1. Fotometria energética e visual
11.5.2. Definições de grandezas energéticas
11.5.2.1. Energia radiante
11.5.2.2. Potência radiante
11.5.2.3. Intensidade radiante
11.5.2.4. Irradiância
11.5.2.5. Radiância
11.5.3. Definições de grandezas fotométricas
11.5.3.1. Energia luminosa
11.5.3.2. Fluxo luminoso
11.5.3.3. Intensidade luminosa
11.5.3.4. Iluminância ou Iluminação
11.5.3.5. Luminância
11.5.4. Resumo e correspondência
11.5.5. Conversão entre grandezas
11.5.5.1. Radiação monocromática
11.5.5.2. Radiação com espectro contínuo
11.6. FONTES DE LUZ
11.6.1. Fontes de luz. Características
11.6.1.1. Potência radiante
11.6.1.2. Diagrama de radiação
11.6.1.3. Rendimento
11.6.1.4. Espectro de frequências
11.6.1.5. Coerência
11.6.1.6. Fiabilidade e preço
11.6.2. Emissão espontânea e emissão estimulada
11.6.2.1. Níveis de energia e populações
11.6.2.2. Absorção
11.6.2.3. Emissão espontânea
11.6.2.4. Emissão estimulada
11.6.3. Tipos de fontes luminosas
11.6.3.1. Lâmpadas de incandescência
11.6.3.2. Lasers de cristal e de gás
11.6.3.3. Díodos emissores de luz
11.6.3.4. Lasers de semicondutores
11.6.3.5. Classificação dos lasers. Protecção
11.7. DETECTORES ÓPTICOS
11.7.1. Introdução
11.7.2. Foto-resistência
11.7.3. Fotodíodo
11.7.3.1. Modo fotocondutor
11.7.3.2. Modo fotovoltaico
11.7.4. Fotodíodo PIN
11.7.5. Fotodíodo de avalanche
11.7.6. Fototransistor
11.7.7. Fototiristor
11.8. PROBLEMAS
12. COR, BRANCURA E IMAGEM
12.1. INTRODUÇÃO
12.2. COLORIMETRIA
12.2.1. Método aditivo
12.2.2. Método subtractivo
12.3. SISTEMA DE CORES RGB
12.4. SISTEMA DE CORES XYZ
12.5. SISTEMA DE COORDENADAS XY. DIAGRAMA CROMÁTICO CIE
12.6. SISTEMA DE CORES SUBTRACTIVO
12.7. SISTEMA DE COORDENADAS L*A*B*
12.8. BRANCURA DE UMA SUPERFÍCIE
12.9. CAPTURA E REPRODUÇÃO DE IMAGENS
12.9.1. A imagem e suas características
12.9.2. Amostragem de uma imagem. Linhas e varrimento
12.9.3. Captura de imagens
12.9.4. Reprodução de imagens dinâmicas.
12.9.4.1. Tubo de raios catódicos
12.9.4.2. Écran de matriz activa
12.10. PROBLEMAS
13. SENSORES DE FIBRA ÓPTICA
13.1. CONCEITOS PRÉVIOS
13.1.1. Constituição e princípios
13.1.2. Cone de aceitação. Abertura numérica
13.1.3. Atenuação
13.1.4. Modos de propagação
13.2. CLASSIFICAÇÃO E ARQUITECTURA
13.2.1. Sensores extrínsecos e intrínsecos
13.2.2. Arquitectura
13.3. SENSORES DE MODULAÇÃO DE INTENSIDADE.
13.3.1. Microcurvas
13.3.2. Transmissivo/Reflectivo
13.4. SENSORES DE MODULAÇÃO DE FASE.
13.4.1. Interferómetros
13.4.2. Interferómetro de Mach-Zehender
13.4.3. Interferómetro de Michelson
13.4.4. Interferómetro de Fabry-Pérot
13.4.5. Interferómetro de Sagnac
13.4.6. Detecção de fase
13.5. SENSORES DE MODULAÇÃO DE POLARIZAÇÃO
13.5.1. Rotação da polarização. Efeito de Faraday
13.5.2. O amperímetro de FO
13.6. APLICAÇÕES DIVERSAS.
13.6.1. O giroscópio de FO
13.7. PROBLEMAS.
14. SENSORES POR INFRAVERMELHOS
14.1. A RADIAÇÃO INFRAVERMELHA
14.1.1. Espectro da radiação
14.1.2. Interacção com a matéria
14.2. TIPOS BÁSICOS DE SENSORES
14.2.1. Sensores por absorção
14.2.1.1. Analisadores não dispersivos
14.2.1.2. Analisadores dispersivos
14.3. FONTES DE IV
14.3.1. Fontes térmicas
14.3.2. Díodo emissor de luz
14.3.3. Laser de IV
14.4. DETECTORES DE IV
14.4.1. Detectores térmicos
14.4.2. Detectores pneumáticos
14.4.3. Bolómetros
14.4.4. Detectores piroeléctricos
14.4.5. Detectores de semicondutores
14.4.6. Câmaras de infravermelhos
14.5. APLICAÇÕES
14.6. PROBLEMAS PROPOSTOS
15. SENSORES POR RADIAÇÃO
15.1. RADIOACTIVIDADE E RADIAÇÃO.
15.1.1. Radiação α .
15.1.2. Radiação β .
15.1.3. Radiação β+ .
15.1.4. Radiação n .
15.1.5. Radiação γ .
15.2. VELOCIDADE DE DECAIMENTO E ACTIVIDADE.
15.3. ABSORÇÃO DA RADIAÇÃO.
15.4. PERIGOS DA RADIOACTIVIDADE.
15.4.1. Dose de energia
15.4.2. Dose de equivalência
15.4.3. Lesões sobre o organismo
15.4.3.1. Lesões somáticas.
15.4.3.2. 2. Lesões genéticas.
15.4.4. Contaminação
15.4.5. Medidas de protecção. Cuidados
15.4.6. Zonas de protecção
15.4.7. Licenciamento
15.4.8. Armazenamento e transporte
15.5. PRINCÍPIO DE UM SENSOR.
15.6. DETECTORES DE RADIAÇÃO.
15.6.1. Dosímetro
15.6.2. Detectores de gás ionizado
15.6.3. Detectores de cintilação
15.6.4. Detectores de semicondutor
15.7. FONTES RADIOACTIVAS.
15.8. PROBLEMAS
16. PH, CONDUTIVIDADE, OXIGÉNIO
16.1. SENSORES DE PH
16.1.1. Introdução
16.1.2. Conceitos básicos e pH
16.1.3. Indicadores. Equação de Nernst
16.1.4. O eléctrodo de hidrogénio
16.1.5. Eléctrodos de vidro
16.1.6. O sistema de medida
16.1.7. Cuidados na utilização
16.1.8. Escolha do eléctrodo de referência
16.1.9. Eléctrodos integrados. Sensores inteligentes
16.1.10. Calibração
16.2. SENSORES DE CONDUTIVIDADE
16.2.1. Definição de Condutividade
16.2.2. Eléctrodos de Medida.
16.2.2.1. Eléctrodos em contacto com a solução
16.2.2.2. Eléctrodos sem contacto
16.2.3. Medida de outros tipos de grandezas.
16.3. SENSORES DE OXIGÉNIO
16.3.1. Introdução
16.3.2. Célula de Polarização
16.3.3. Célula Galvânica
16.3.4. Sensor de Cerâmica
16.3.5. Sensor Paramagnético
16.4. PROBLEMAS
16.5. QUADRO COMPARATIVO
17. MEDIDAS ELÉCTRICAS
17.1. INTRODUÇÃO. CONCEITOS BÁSICOS
17.1.1. Corrente eléctrica
17.1.2. Tensão eléctrica
17.1.3. Potência e energia
17.1.4. Sistemas trifásicos
17.2. GALVANÓMETRO DE QUADRO MÓVEL
17.3. INSTRUMENTOS ELECTRODINÂMICOS. WATTÍMETRO
17.3.1. Wattímetro em regime alternado sinusoidal
17.3.2. Potência em sistemas trifásicos
17.4. CONTADORES DE ENERGIA
17.5. OSCILOSCÓPIO
17.6. INSTRUMENTOS ELECTRÓNICOS
17.6.1. Multímetro
17.6.2. Contadores e frequencímetros
17.6.3. Osciloscópio digital
17.6.4. Wattímetro e contador de energia
17.7. PROBLEMAS PROPOSTOS
18. AQUISIÇÃO DE DADOS
18.1. INTRODUÇÃO
18.2. OBTENÇÃO DE SINAIS DIGITAIS
18.2.1. Condicionamento e Filtragem
18.2.2. Amostragem
18.2.3. Conversão Digital/Analógica
18.2.4. Conversão Analógica/Digital
18.2.4.1. Método Paralelo (ou Flash)
18.2.4.2. Método da Dupla Rampa
18.2.4.3. Método das Aproximações Sucessivas
18.3. SISTEMAS DE AQUISIÇÃO DE DADOS
18.3.1. Placas de Aquisição de Dados
18.3.1.1. Constituição Interna
18.3.1.2. Instalação e Programação
18.3.1.3. Exemplo
18.3.2. Sistemas Automáticos de Medida
18.3.2.1. Interface GPIB
18.3.2.2. Exemplo
18.4. CONCLUSÕES
19. REDES DE CAMPO
19.1. O CONCEITO DE REDE DE CAMPO
19.2. EVOLUÇÃO HISTÓRICA
19.3. TIPOS DE REDES
19.4. VANTAGENS DA INSTRUMENTAÇÃO EM REDE
19.5. ESTRUTURA DE UMA REDE.
19.5.1. Divisão da rede
19.5.2. Arquitectura dos segmentos H1.
19.5.2.1. Ligação em barramento (bus)
19.5.2.2. Ligação em árvore (tree)
19.5.2.3. Ligação em margarida (daisy)
19.5.3. Terminações
19.5.4. Fonte de alimentação e impedância da FA
19.5.5. Caixas de junção
19.5.6. Localização dos transmissores.
19.5.7. Cabos. Secções e comprimentos.
19.5.8. Selecção dos Instrumentos.
19.5.9. Instrumentação intrinsecamente segura.
19.5.10. Diagramas P&I
19.5.11. Redundância nos troços de rede
19.6. ARQUITECTURA DA REDE
19.6.1. Codificação dos sinais
19.6.2. Níveis Hierárquicos
19.6.3. Pilha de Comunicação
19.6.3.1. Camada de enlace de dados
19.6.3.2. Sub-Camada de acesso à rede
19.6.3.3. Sub-Camada de especificação de mensagens
19.6.4. Camada do Utilizador. Blocos
19.7. OUTRAS REDES DE INSTRUMENTAÇÃO
19.7.1. Rede CAN
19.7.2. Rede DeviceNet
19.7.3. Rede Profibus
20. INSTRUMENTAÇÃO MÉDICA
20.1. INTRODUÇÃO
20.2. TENSÃO ARTERIAL
20.3. ECOGRAFIA
20.4. RAIOS-X
20.5. TOMOGRAFIA AXIAL COMPUTORIZADA
20.5.1 Introdução
20.5.2 A transformada Radon
20.5.3 A máquina de tomografia
20.6. RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
20.6.1 Introdução
20.6.2 Princípio de funcionamento
20.6.3 Descrição do equipamento
20.7. CINTIGRAFIA
21. CONTROLO DE PROCESSOS
21.1. INTRODUÇÃO
21.1.1 Sistema de controlo
21.1.2 Diagramas de cadeias de controlo
21.1.3 Modelos do processo
21.1.4 Justificação funcional e económica
21.2. DINÂMICA DOS PROCESSOS
21.2.1 Processos de 1ª ordem
21.2.2 Transformada de Laplace
21.2.2.1. TL de alguns sinais correntes
21.2.2.2. Propriedades da TL
21.2.2.3. Função de transferência de um SLIT
21.2.3 Processos de 2ª ordem
21.2.4 Resposta em frequência
21.3. CONTROLADORES
21.3.1 Controladores baseados no erro
21.3.2 Controlador ON/OFF
21.3.3 Controlador PID
21.3.3.1. Controlador PID analógico
21.3.3.2. Controlador PID discreto
21.3.3.3. Controladores P e PI e PID modificado
21.3.3.4. Ajuste do controlador PID
21.3.4 Controlador Difuso
21.3.5 Controlo em cascata, “ratio” e “bias”
21.3.5.1. Controlo em cascata
21.3.5.2. Controlo em “ratio”
21.3.5.3. Controlo em “bias”
21.3.5.4. Modos de funcionamento
21.3.5.5. Inicialização das cadeias
21.4. CONTROLO MULTIVARIÁVEL
21.5. SISTEMAS DE CONTROLO DISTRIBUÍDO
21.5.1 Objectivos de um DCS
21.5.2 Constituição
21.5.3 Organização hierárquica
21.5.4 Justificação funcional
21.5.5 Justificação económica
21.6. SISTEMAS DE CONTROLO EM REDE
21.7. PROBLEMAS
22. VÁLVULAS DE CONTROLO
22.1. INTRODUÇÃO
22.2. CLASSIFICAÇÃO E SIMBOLOGIA
22.3. CURVAS CARACTERÍSTICAS
22.3.1 Características inerentes
22.3.2 Características instaladas
22.3.3 Ganho instalado
22.4. DESEMPENHO DE UMA VÁLVULA
22.4.1 Cavitação
22.4.2 “Flashing”
22.4.3 Ruído
22.4.4 Corrosão
22.4.5 Incrustações
22.5. SELECÇÃO E DIMENSIONAMENTO
22.5.1 Selecção do tipo de válvula
22.5.2 Fórmulas para cálculo de válvulas
22.5.2.1. Líquidos sem cavitação nem flashing
22.5.2.2. Líquidos com cavitação
22.5.2.3. Gases e vapor
22.5.3 Dimensionamento da válvula
22.5.3.1. Utilização de software específico
22.5.3.2. Utilização de gráficos e fórmulas
22.5.3.3. Utilização de fórmulas genéricas
22.6. ACTUADORES
22.6.1 Actuador pneumático
22.6.1.1 Actuador de diafragma
22.6.1.2 Actuador de êmbolo
22.6.2 Actuador eléctrico
22.6.2.1. Actuador de motor rotativo
22.6.2.2. Actuador de solenóide
22.6.3 Comparação A. pneumático / A. eléctrico
22.7. POSICIONADOR
22.8. ESPECIFICAÇÃO, INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO
22.8.1 Especificação
22.8.2 Instalação
22.8.3 Manutenção
22.9. PROBLEMAS
23. INSTRUMENTAÇÃO INTRINSECAMENTE SEGURA
23.1. INTRODUÇÃO
23.2. AS DIRECTIVAS ATEX
23.3. A IGNIÇÃO DOS MATERIAIS
23.3.1. Temperatura de ignição
23.3.2. Zonas de risco
23.4. CIRCUITO INTRINSECAMENTE SEGURO
23.5. DISPOSITIVOS SIMPLES E NÃO SIMPLES
23.6. CORRENTES DE IGNIÇÃO
23.7. GRUPOS E CATEGORIAS DE APARELHOS
23.8. BARREIRAS DE SEGURANÇA
23.9. BARREIRAS PARA DIVERSOS DISPOSITIVOS
23.9.1. Barreiras para termo-resistências
23.9.2. Barreiras para transmissores
23.9.3. Barreiras para outro dispositivos
23.10. TÉCNICAS DE PROTECÇÃO
23.11. MARCAÇÃO DOS APARELHOS
23.12. INSTALAÇÃO
23.13. MANUTENÇÃO E REPARAÇÃO
23.14. PROBLEMAS RESOLVIDOS
24. METROLOGIA
24.1. CONCEITOS BÁSICOS
24.2. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
24.2.1. Unidades de base, derivadas e suplementares
24.2.1.1. Unidades de base do SI.
24.2.1.2. Definição das unidades de base do SI
24.2.1.3. Definição das unidades suplementares
24.2.1.4. Unidades derivadass
24.2.2. Normas sobre a escrita das grandezas, unidades e símbolos
24.2.3. Prefixos a usar com os símbolos das unidades
24.2.4. Nomes e símbolos especiais autorizados com o SI
24.3. CARACTERÍSTICAS DOS SENSORES
24.3.1. Características estáticas. Calibração
24.3.1.1. Gama de medida
24.3.1.2. Alcance
24.3.1.3. Calibração
24.3.1.4. Histerese
24.3.1.5. Curva de erro
24.3.1.6. Exactidão
24.3.1.7. Repetibilidade ou precisão
24.3.1.8. Linearidade
24.3.1.9. Sensibilidade
24.3.1.10. Resolução
24.3.1.11. Estabilidade
24.3.2. Características dinâmicas
24.3.2.1. Banda passante
24.3.2.2. Tempo de resposta. Constante de tempo
24.3.3. Características de fiabilidade
24.3.3.1. Sobrecarga
24.3.3.2. Número de operações
24.3.3.3. Tempo de vida
24.3.4. Características dos actuadores
24.4. SIMBOLOGIA UTILIZADA EM INSTRUMENTAÇÃO
24.4.1. Linhas de instrumentação
24.4.2. Símbolos da instrumentação
24.4.3. Identificação dos sensores
24.5. PROBLEMAS
25. CONSTANTES, FORMULÁRIOS E TABELAS
25.1. CONSTANTES MATEMÁTICAS
25.2. CONSTANTES FUNDAMENTAIS DA FÍSICA
25.3. FORMULÁRIO DE MATEMÁTICA
25.3.1 Álgebra elementar
25.3.2 Logaritmos e exponenciais
25.3.3 Geometria
25.3.4 Limites
25.3.5 Séries
25.3.6 Trigonometria
25.3.7 Derivadas
25.3.8 Integrais indefinidos
25.4. TRANSFORMADA DE LAPLACE UNILATERAL
25.4.1 Tabelas de TL
25.4.2 Propriedades da TL
25.5. FORMULÁRIO DE FÍSICA
25.5.1 Mecânica dos sólidos
25.5.2 Mecânica dos fluidos
25.5.3 Electrotecnia
25.6. TABELA PERIÓDICA DE ELEMENTOS
25.7. TABELA DE CONVERSÃO DE UNIDADES
25.8. CARACTERÍSTICAS DE ALGUNS MATERIAIS
25.9. TERMO-RESISTÊNCIA PT-100
25.10. TABELAS DE TERMOPARES
25.11. COEFICIENTES POLINOMIAIS PARA TERMOPARES
25.12. GRAU DE PROTECÇÃO IP
25.13. ESPECTRO DA RADIAÇÃO ELECTROMAGNÉTICA
25.14. CÓDIGO DE CORES PARA RESISTÊNCIAS E CONDENSADORES
BIBLIOGRAFIA
ÍNDICE REMISSIVO
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