Instrumentos de Medição Elétrica | Tipos Precisão Resolução Velocidade

Basicamente, existem três tipos de instrumentos de medição e eles são

1. Instrumentos de medição elétrica

2. Instrumentos de medição mecânica.

3. Instrumentos de medição eletrônica.

Aqui estamos interessados em instrumentos de medição elétrica, por isso discutiremos sobre eles em detalhes. Instrumentos elétricos medem as várias grandezas elétricas, como fator de potência elétrico, potência, tensão e corrente, etc. Todos os instrumentos elétricos analógicos usam um sistema mecânico para a medição de várias grandezas elétricas, mas como sabemos, todos os sistemas mecânicos têm alguma inércia, portanto, os instrumentos elétricos têm uma resposta de tempo limitada.

Existem várias maneiras de classificar os instrumentos. Em escala ampla, podemos categorizá-los como:

Instrumentos de Medição Absoluta

Esses instrumentos fornecem saída em termos de constante física dos instrumentos. Por exemplo, o balanço de corrente de Rayleigh e o galvanômetro tangencial são instrumentos absolutos.

Instrumentos de Medição Secundária

Esses instrumentos são construídos com a ajuda de instrumentos absolutos. Os instrumentos secundários são calibrados por comparação com instrumentos absolutos. Esses são mais frequentemente usados na medição de grandezas em comparação com instrumentos absolutos, pois trabalhar com instrumentos absolutos é demorado.

Outra forma de classificar os instrumentos de medição elétrica depende da maneira como produzem o resultado das medições. Nessa base, podem ser de dois tipos:

Instrumentos do Tipo Deflexão

Nesses tipos de instrumentos, o ponteiro do instrumento de medição elétrica se desvia para medir a grandeza. O valor da grandeza pode ser medido medindo a deflexão líquida do ponteiro de sua posição inicial. Para entender esses tipos de instrumentos, vamos tomar como exemplo o amperímetro de bobina móvel de ímã permanente, que é mostrado abaixo:

O diagrama acima mostra dois ímãs permanentes, chamados de parte estacionária do instrumento, e a parte móvel, que está entre os dois ímãs permanentes e consiste no ponteiro. A deflexão da bobina móvel é diretamente proporcional à corrente. Portanto, o torque é proporcional à corrente, dado pela expressão Td = K.I, onde Td é o torque de deflexão.

K é a constante de proporcionalidade, que depende da força do campo magnético e do número de espiras na bobina. O ponteiro se desvia entre as duas forças opostas produzidas pela mola e pelos ímãs. E a direção resultante do ponteiro é na direção da força resultante. O valor da corrente é medido pelo ângulo de deflexão θ, e o valor de K.

Instrumentos do Tipo Nulo

Em oposição aos instrumentos do tipo deflexão, os instrumentos de medição elétrica do tipo nulo ou zero tendem a manter a posição do ponteiro estacionária. Eles mantêm a posição do ponteiro estacionária produzindo um efeito oposto. Assim, para a operação dos instrumentos do tipo nulo, são necessários os seguintes passos:

1. O valor do efeito oposto deve ser conhecido para calcular o valor da grandeza desconhecida.

2. O detector mostra a condição de equilíbrio e desequilíbrio com precisão.

O detector também deve ter meios para restaurar a força.
Vejamos as vantagens e desvantagens dos instrumentos de medição do tipo deflexão e nulo:

1. Os instrumentos do tipo deflexão são menos precisos do que os instrumentos do tipo nulo. Isso ocorre porque, nos instrumentos do tipo nulo, o efeito oposto é calibrado com alto grau de precisão, enquanto a calibração dos instrumentos do tipo deflexão depende do valor da constante do instrumento, geralmente não tendo alto grau de precisão.

2. Os instrumentos do tipo ponto nulo são mais sensíveis do que os instrumentos do tipo deflexão.

3. Os instrumentos do tipo deflexão são mais adequados sob condições dinâmicas do que os instrumentos do tipo nulo, já que as respostas intrínsecas dos instrumentos do tipo nulo são mais lentas do que os instrumentos do tipo deflexão.

Abaixo estão as três funções importantes dos instrumentos de medição elétrica.

Função Indicadora

Esses instrumentos fornecem informações sobre a grandeza variável em medição, e a maioria das vezes essas informações são fornecidas pela deflexão do ponteiro. Este tipo de função é conhecido como a função indicadora dos instrumentos.

Função de Registro

Esses instrumentos geralmente usam papel para registrar a saída. Este tipo de função é conhecido como a função de registro dos instrumentos.

Função de Controle

Esta função é amplamente utilizada no mundo industrial. Neste tópico, esses instrumentos controlam os processos.
Agora, existem duas características dos instrumentos de medição elétrica e sistemas de medição. Elas são escritas abaixo:

Características Estáticas

Nesses tipos de características, a medição de grandezas é constante ou varia lentamente com o tempo. Algumas das principais características estáticas são escritas abaixo:

1. Precisão:
   É uma qualidade desejável na medição. É definida como o grau de proximidade com o qual a leitura do instrumento se aproxima do valor verdadeiro da grandeza medida. A precisão pode ser expressa de três maneiras

   
   

1. Precisão pontual

2. Precisão como porcentagem da escala ou faixa

3. Precisão como porcentagem do valor verdadeiro.

2. Sensibilidade:
   Também é uma qualidade desejável na medição. É definida como a razão entre a magnitude da resposta do sinal de saída e a magnitude da resposta do sinal de entrada.

3. Reprodutibilidade:
   É novamente uma qualidade desejável. É definida como o grau de proximidade com o qual uma determinada grandeza pode ser medida repetidamente. Um alto valor de reprodutibilidade significa um baixo valor de deriva. As derivas são de três tipos

   
   

1. Deriva zero

2. Deriva de faixa

3. Deriva zonal

Características Dinâmicas

Essas características estão relacionadas com as grandezas que mudam rapidamente, portanto, para entender esses tipos de características, é necessário estudar as relações dinâmicas entre a entrada e a saída.

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