SENSORES E ATUADORES AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL ELETROELETÔNICA ELETROTÉCNICA
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL ELETROELETRÔNICA ELETROTÉCNICA ATIVIDADES COMPLEMENTARES
Módulo | Capítulo | Sensores e atuadores Autor
|
MiniCV
|
Mestre
Fábio Timbó Brito
em
engenharia
elétrica
pela
Universidade
Federal do Ceará, especialista em automação industrial pela Universidade Estadual do Ceará, graduado em tecnologia mecatrônica e técnico em mecatrônica pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará.
SENSORES E ATUADORES
ATIVIDADES COMPLEMENTARES _______________________________________________________________________
SUMÁRIO 1
ATIVIDADES COMPLEMENTARES ................................................. 1 1.1
ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 01 ..................................1
1.2
ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 02 ..................................8
1.3
ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 03 ................................ 17
1.4
ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 04 ................................ 23
1.5
ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 05 ................................ 31
2
APÊNDICE ............................................................................. 40 2.1
GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 01 .............. 40
2.2
GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 02 .............. 41
2.3
GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 03 .............. 42
2.4
GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 04 .............. 43
2.5
GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 05 .............. 45
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1
ATIVIDADES COMPLEMENTARES
1.1 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 01 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 01) Relacione a 1ª e a 2ª colunas.
1. Transmissor de umidade localizado no campo.
a) ( )
2. Transmissor e indicador de temperatura localizado no campo.
b) ( )
3. Rotâmetro.
4. Controlador e indicador localizado no painel.
c) ( )
de
nível
d) ( )
02) A ponte resistiva apresentada a seguir teve sua fonte de alimentação danificada.
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Em vista disso, deseja-se substituir o equipamento. Porém não é possível identificar a tensão de saída da fonte. Em um momento anterior, um instrumentista havia traçado o seguinte gráfico da tensão V em função do valor do potenciômetro, antes de a fonte ser danificada:
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Qual a tensão da fonte danificada? 03) Mesmo após a substituição da fonte da questão anterior, ainda existe o problema da não linearidade, conforme observado no gráfico. Utilizando algum software de simulação de circuitos elétricos (Proteus ©, Pspice©), verifique quais os valores de resistores tornam a resposta mais linear e quais as consequências para a sensibilidade do instrumento. 04) Relacione a 1ª e a 2ª colunas. 1. Sinal pneumático.
a)
( )
2. Sinal por software.
b)
( )
3. Sinal ultrasônico.
c)
( )
4. Sinal hidráulico.
d)
( )
05) Relacione a 1ª e a 2ª colunas. 1. EL-3101
a) ( ) Transmissor indicador de temperatura.
2. TCV-31
b) ( ) Elemento primário para medição de temperatura.
3. TE -3101
c) (
) Lâmpada piloto.
4. TIT-3101
d) (
) Válvula de controle de temperatura.
06) Relacione corretamente a 1ª e a 2ª colunas corretamente: Página 3
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a) ( ) Variações nos valores medidos pelo instrumento para um valor qualquer da faixa medida, tanto
1. Precisão.
no
sentido
crescente
como
no
sentido
decrescente. b) ( ) Representa o grau de proximidade ou de concordância entre várias indicações do valor
2. Exatidão.
de
uma
mesma
grandeza
dentro
de
um
conjunto de medidas ou de instrumentos. 3. Resolução.
c) (
) Representa o erro de medida em relação à medida real.
d) ( 4. Histerese.
) Indica-se como o menor incremento da variável detectável que pode ser medida pelo instrumento.
07) Relacione adequadamente a 1ª e a 2ª colunas: a) ( ) Tipo de sensor utiliza apenas 1. Sensor
ótico
de
retro-
reflexão.
um receptor infravermelho através
de
eletrônico
um
elemento
chamado
de
termopilha. b) ( ) Tipo de sensor que é utilizado em sistemas de segurança de máquinas industriais e 2. Sensor ótico de barreira.
possui
um
funcionamento
semelhante ao sensor de barreira, porém, com uma área
de
varredura
bem
maior.
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c) ( ) Tipo de sensor no qual o 3. Sensor
ótico
de
emissor e o receptor de luz
reflexão
estão localizados no mesmo
difusa.
conjunto do sensor e utiliza-se um refletor. d) ( ) A detecção do objeto ocorre
4. Sensor
infravermelho
quando a luz é refletida de
passivo.
forma difusa de volta para o receptor. e) ( ) O emissor e o receptor estão posicionados
5. Janela de luz.
em
locais
distintos, mas alinhados
de
frente um para o outro.
08) Relacione a 1ª e a 2ª coluna: a) ( ) Possui o funcionamento semelhante a um LVDT 1. Synchro.
com as bobinas dispostas de forma circular e o núcleo é fixado no eixo. b) (
)
Comporta-se como um gerador síncrono, em que existe um elemento girante no qual é
2. Resolver.
induzido um campo magnético capaz de gerar tensões de natureza alternada através de três bobinas. c) (
3. LVDT.
) A posição do eixo pode ser decomposta, ou “resolvida”
,
em
duas
componentes
proporcionais ao seno e cosseno do ângulo entre o rotor e uma referência.
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4. RVDT.
d) (
) Consiste em um
transformador
linear
composto de um núcleo móvel e três bobinas.
09) Relacione a 1ª e a 2ª coluna: 1. Sensibilidade.
2. Calibração.
a) ( ) Permite que os valores medidos fiquem mais próximos do valor do padrão. b) ( ) É a razão entre o sinal de saída e o sinal de entrada de um determinado instrumento c) ()
3. Ajuste.
Procedimento
que
estabelece
a
correspondência entre as medições de um sistema e os valores verdadeiros da grandeza medida.
10) Relacione corretamente a 1ª e a 2ª colunas abaixo: a) (
)
Tem o objetivo de corrigir a medição
da
temperatura
por
meio de um termopar ao somar1. Fios e cabos de extensão.
se ao valor medido de um valor de tensão referente à diferença entre a temperatura ambiente e a temperatura de 0ºC. b) (
)
São constituídos de ligas de metais
com
características
termoelétricas semelhantes aos 2. Termopar.
metais do termopar. Podem ser utilizados,
por
exemplo,
em
termopares de custo maior como os termopares do tipo R ou S.
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c) ( 3. Fios e cabos de compensação.
)
São fabricados com as mesmas ligas
dos
termopares
e
são
utilizadas ligas de materiais não nobres e de baixo custo. d) ( ) Constituído de dois metais diferentes
4. Compensação de junta fria.
que
são
unidos
para
realizar
a
medição de temperatura.
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1.2 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 02 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 11) Relacione, de maneira correta, a 1ª e a 2ª colunas:
1. Ligação do PT-100 a
a) ( ) É a mais utilizada na indústria e possui uma
dois fios.
boa
compensação,
devido
à
resistência dos cabos. b) ( ) Utiliza uma fonte de corrente constante para minimizar o erro provocado pela
2. Ligação do PT-100 a
resistência
da
fiação,
sendo
sua
três fios.
utilização restrita a laboratórios, devido à complexidade e ao maior custo com cabos.
3. Ligação do PT-100 a
c) ( )
quatro fios.
Representa a ligação que oferece menor precisão, já que não possui uma forma de compensar a resistência do cabo.
12) Relacione a 1ª e a 2ª colunas corretamente:
1. Chave de nível muito baixo com saída em sinal pneumático.
a) ( )
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2. Elemento primário para medição de vazão.
3. Conversor de corrente para pressão pneumática.
4. Válvula
controladora
acionada
por
sinal pneumático.
b) ( )
c) ( )
d) ( )
13) A partir das características colocadas abaixo, marque, em relação aos manômetros elásticos, B para os manômetros do tipo Tubo Bourdon, D para os manômetros do tipo diafragma e F para os manômetros do tipo Fole. ( )
Possui uma membrana com a função de separar o fluido do mecanismo interno. Consiste de um tubo de seção oval, fechado em uma de suas
( )
extremidades e interligado à pressão que se deseja medir na outra extremidade.
( ) ( )
Formado por tubos metálicos de parede fina quando submetidos a sucessivos estrangulamentos axiais. Possui o maior limite de pressão em relação aos outros medidores
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elásticos. 14) Desenhe as ligações do circuito abaixo para a configuração de um amplificador de instrumentação.
15) Desenhe as ligações abaixo para a configuração de um somador inversor.
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16) Desenhe as ligações abaixo para a configuração inversora.
17) Experiência. a. Experiência:
montagem
de
um
circuito
com
amplificador
operacional LM324. b. Objetivo;
verificar
e
identificar,
experimentalmente,
o
funcionamento de circuito utilizando um amplificador operacional. c.
Material necessário: 2 voltímetros; 3 resistores de 10 kΩ (marrom, preto e laranja); 1 resistor de 1 kΩ (marrom, preto e vermelho); 1 potenciômetro de 10 kΩ; 1 LM324 (4 amplificadores operacionais em um CI); 1 Fonte simétrica (+12/-12V); 1 matriz de contatos (protoboard); Cabos diversos.
d. Atividades: monte o circuito abaixo utilizando a matriz de contatos.
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Após a montagem do circuito, preencha a tabela abaixo variando o potenciômetro P1, medindo os valores de tensão e de corrente nos voltímetros 1 e 2.
Tensão (V) no
Tensão (V) no
Voltímetro 1
Voltímetro 2
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
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d.1 Qual a relação de entrada e de saída da tensão deste circuito? d.2 Que o tipo de configuração é mostrada no circuito? 18) Experiência. a. Experiência: montagem de um transdutor de corrente para tensão. b. Objetivo:
verificar,
experimentalmente,
o
funcionamento
de
circuito que converte uma corrente de 4 a 20 mA em uma tensão de 1 a 5V. c.
Material necessário: 1 amperímetro ( 0 a 50 mA); 1 voltímetro; 1 resistor de 330Ω (laranja, laranja e marrom); 1 potenciômetro de 4,7 kΩ; 1 LM324 (4 amplificadores operacionais em um CI); 1 fonte simétrica (+12 /-12V); 1 resistor de precisão 250Ω (ou potenciômetro ajustado para este valor); 1 matriz de contatos (protoboard); Cabos diversos.
d.
Atividades: Monte o circuito abaixo utilizando uma a matriz de contatos.
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Depois da montagem do circuito, preencha a tabela abaixo ajustando o potenciômetro P1, medindo os valores de tensão e de corrente no voltímetro e no amperímetro, respectivamente.
Tensão (V) Corrente (mA) 4 6 8 10 12 14 16 18 20
d.1 Os valores de corrente e de tensão foram proporcionais? Página 14
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19) Um determinado sensor indutivo foi ligado de acordo com a ligação abaixo. A partir dessa imagem, responda às questões a) e b).
a) A ligação está correta? b) O que deve ser feito pra corrigi-la? 20) Relacione a 1ª e a 2ª colunas adequadamente: ( ) Existe uma variação adicional na distribuição da temperatura de um fio condutor, quando 1. Efeito Seebeck.
há a circulação de uma corrente elétrica, submetendo-o
a
uma
diferença
de
temperatura. ( ) Em um circuito fechado, composto por dois 2. Efeito Peltier.
metais diferentes, ocorre a formação de uma diferença de potencial, quando as junções estão em temperaturas diferentes.
3. Efeito Thompson.
( ) Forçando uma corrente elétrica entre as juntas de um circuito elétrico formado por
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dois metais distintos, enquanto uma junta aquece, a outra junta esfria, dependendo do sentido da corrente.
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1.3
ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 03 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento:
21) Relacione a 1ª e a 2ª colunas. a) ( ) Formado por duas lâminas de 1. Termômetro de vidro.
metais
com
coeficientes
de
dilatação diferentes. b) ( )
Funciona a partir do aumento da temperatura.
1. Termômetro de líquido.
O
líquido
que
preenche o recipiente, dilatando-o e produzindo uma variação que pode ser comparada a uma escala graduada. c) ( ) Funciona pelo princípio da expansão
2. Termômetro bimetálico.
de um líquido ou gás que é inserido no interior de um bulbo de metal em alta pressão.
22) O circuito abaixo teve o resistor R2 danificado sem a possibilidade de identificar o seu valor de resistência. Sabendo que o ganho do amplificador é 11, qual deve ser o valor de R2?
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23) Desenhe as ligações e expresse os valores dos resistores abaixo para que o sinal de tensão do termopar seja amplificado em 1000 vezes.
24) Complete as ligações do circuito abaixo para gerar um sinal de positivo no pino 1 do amplificador operacional, quando a luminosidade do ambiente diminuir.
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25) Experiência. a. Experiência:
montagem
de
um
circuito
com
amplificador
operacional LM324. b. Objetivo:
verificar
funcionamento
de
e um
identificar, circuito,
experimentalmente,
utilizando
um
o
amplificador
operacional. c.
Material experimental 2 voltímetros ; 3 resistores de 10kΩ (marrom, preto e laranja); 1 resistor de 1kΩ (marrom, preto e vermelho); 1 resistor de 2,2kΩ; 1 potenciômetro de 10kΩ; 1 LM324 (4 amplificadores operacionais em um CI); 1 fonte simétrica (+12/-12V); 1 matriz de contatos (protoboard); Cabos diversos.
d. Atividades Monte o circuito abaixo utilizando uma a matriz de contatos.
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Após a montagem do circuito, preencha a tabela abaixo, ajustando o potenciômetro P1 e medindo os valores de tensão e de corrente nos voltímetros 1 e 2.
Tensão (V) no
Tensão (V) no
Voltímetro 1
Voltímetro 2
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
d.1 Qual a relação de entrada e de saída da tensão desse circuito? d.2 Que o tipo de configuração é mostrado no circuito? 26) Desenhe as ligações e expresse os valores dos resistores R1 e R2 abaixo, para que o sinal de tensão diferencial seja amplificado em 100 vezes.
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27) Relacione, corretamente, a 1ª e a 2ª colunas: 1. Lei de Stefan Boltzman. 2. Refletância.
a) (
) Influência da energia refletida através de um corpo.
b) ( ) Influência da energia transmitida através de um corpo. c) ( ) Estabelece a relação entre a temperatura
3. Emissividade.
de
um
corpo
e
a
energia
térmica
irradiada. d) ( ) Define a relação da energia irradiada em 4. Transmitância.
um determinado comprimento de onda, enquanto essa energia é irradiada por um corpo negro.
28) Um termômetro bimetálico, em uma tubulação de água de um processo industrial, possui grande desgaste devido ao contato direto com a água. Qual a melhor sugestão para evitar esse desgaste e as trocas constantes?
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29) Relacione a 1ª e a 2ª colunas. a) ( ) Ao inserir qualquer metal diferente, 1. Lei do circuito
formando
novas
homogêneo.
termopar,
a
juntas
tensão
em
final
um
não
é
alterada. b) ( ) A tensão,
formada por um termopar
2. Lei dos metais
composto de metais homogêneos com
intermediários.
junções, é igual à soma algébrica das tensões intermediárias. c) (
)
Pode
ocorrer
uma
variação
de
temperatura em qualquer ponto do
3. Lei das temperaturas
mesmo fio de um termopar em que
intermediárias.
essa variação de temperatura não terá efeito sobre a tensão produzida.
30) Relacione a 1ª e a 2ª colunas. 1. Manômetro
tipo
a) ( )
É a mais utilizada na indústria e possui uma
tubo de Bourdon.
boa
compensação,
devido
à
resistência dos cabos. b) ( )
Utiliza uma fonte de corrente constante para minimizar o erro provocado pela
2. Manômetro
tipo
tubo diafragma.
resistência utilização
da
fiação,
restrita
aos
sendo
sua
laboratórios,
devido à complexidade e ao maior custo com cabos. 3. Manômetro fole.
tipo
c) ( ) Representa a ligação que oferece menor precisão, já que não possui uma forma de compensar a resistência do cabo.
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1.4
ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 04 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento:
31) Relacione a 1ª e a 2ª colunas de maneira adequada: a) ( ) Possui um diafragma na parte central, 1. Válvula Borboleta.
no qual um encosto se desloca para realizar o fechamento. b) ( ) Este tipo de válvula tem um custo maior
2. Válvula Esfera.
e
funciona
através
do
deslizamento de uma placa através de uma abertura, normalmente circular, denominada válvula gaveta. c) ( ) Os internos da válvula são compostos pela
3. Válvula Guilhotina.
esfera
propriamente
dita,
assentos fabricados em teflon ou em materiais metálicos reforçados com plástico. d) ( ) É constituída de um corpo cilíndrico com eixo perpendicular, no qual é
4. Válvula Saunders.
acoplado um disco. Como vantagem, possui a grande capacidade de vazão, podendo operar com fluidos sujos e com o mínimo espaço de instalação.
32) Um circuito para medir temperatura de um PT-100 apresentou os seguintes
valores
de
tensão:
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Existe um problema no PT-100. Quais as possíveis causas? 33) Para realizar a indicação de nível de um tanque de ácido sulfúrico, foi sugerida a compra de um visor de vidro tubular. Que tipos de problemas podem ocorrer devido a essa escolha? 34) Experiência. a. Experiência: montagem de um transdutor de tensão para corrente. b. Objetivo:
verificar,
experimentalmente,
o
funcionamento
de
circuito utilizado em instrumentação para converter uma tensão de 1V a 5V em uma corrente de 4mA a 20mA. c.
Material experimental 1 amperímetro (0mA a 50 mA); 1 voltímetro; 1 resistor de 10kΩ (marrom, preto e laranja); 1 potenciômetro de 10kΩ; 1 LM324 (4 amplificadores operacionais em um CI);
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1 Fonte simétrica (+12/-12V); 1 Resistor de precisão 250Ω (ou potenciômetro ajustado para este valor); 1 matriz de contatos (protoboard); Cabos diversos. d. Atividades Monte o circuito abaixo, utilizando uma a matriz de contatos.
Após a montagem do circuito, preencha a tabela abaixo, ajustando o potenciômetro P1 e medindo os valores de tensão e de corrente no voltímetro e no amperímetro, respectivamente.
Tensão (V)
Corrente (mA)
1
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Tensão (V)
Corrente (mA)
1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
d.1 Os valores de tensão e de corrente foram proporcionais? 35) Ao analisar o porquê de não ser possível a medição de vazão em um sistema de supervisão, um instrumentista mediu 22,5V na saída do transmissor, conforme demonstra figura abaixo.
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Sabendo que o transmissor é energizado com uma tensão de 24V, e com base na medição realizada, é possível saber a causa do defeito? 36) Experiência. a. Experiência:
montagem
de
um
circuito
com
amplificador
operacional LM324. b. Objetivo:
verificar
funcionamento
de
e um
identificar, circuito,
experimentalmente,
utilizando
um
o
amplificador
operacional. c.
Material experimental 2 voltímetros; 1 resistor de 10kΩ (marrom, preto e laranja); 1 potenciômetro de 10kΩ; 1 LM324 (4 amplificadores operacionais em um CI); 1 fonte simétrica (+12/-12V); 1 matriz de contatos (protoboard); Cabos diversos.
d.
Atividades Monte o circuito a seguir, utilizando uma a matriz de contatos.
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Após a montagem do circuito, preencha a tabela abaixo, ajustando o potenciômetro P1 e medindo os valores de tensão e de corrente nos voltímetros 1 e 2. Tensão (V) no
Tensão (V) no
Voltímetro 1
Voltímetro 2
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES _______________________________________________________________________
d.1 Qual a relação de entrada e de saída da tensão desse circuito? d.2 Qual o tipo de configuração é mostrado no circuito? 37) Após realizar a substituição de uma válvula de controle de vazão, o operador
do
processo
percebeu
uma
diferença
de
vazão
em
comparação com a válvula anterior. Sabendo que, visualmente, a válvula anterior e a válvula nova são exatamente iguais, discorra sobre a maneira como a característica interna das válvulas pode ser diferente para ter ocasionado esse problema. 38) A ligação de uma célula de carga a seguir não está com funcionamento correto. Existe algum erro de ligação?
39) A figura abaixo representa a medição da temperatura de um forno utilizando um termopar.
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Mesmo utilizando a compensação da junta fria, ocorreu um erro de medição. Explique o motivo desse erro e qual a sua solução. 40) Determinada tubulação de óleo de uma prensa hidráulica tem um manômetro de fole. Este manômetro apresenta, constantemente, o seu mecanismo interno danificado pelas variações abruptas de pressão. Apresente uma possível solução para esse problema.
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1.5 ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 05 Realize estas atividades complementares e teste seu conhecimento: 41) Para transmitir o valor de corrente de um motor a um sistema SCADA, um instrumentista aplicou o seguinte circuito que utiliza um resistor shunt e um amplificador de instrumentação:
Sabendo que o circuito não funcionou corretamente, aponte os possíveis defeitos e as possíveis soluções para o problema. 42) Em uma determinada tubulação de vapor, um manômetro do tipo tubo Bourdon
é
constantemente
danificado
devido
ao
excesso
de
temperatura. Apresente uma possível solução para esse problema.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES _______________________________________________________________________
43) Experimento. a. Experiência: montagem de um circuito de um sensor ótico com fototransistor. b. Objetivo: montar e verificar o funcionamento de um sensor ótico que utiliza um fototransitor e um amplificador operacional 339. c.
Material necessário: 1 voltímetro; 1 resistor de 330Ω (laranja, laranja e marrom); 1 resistor de 22kΩ (vermelho,vermelho e laranja); 1 potenciômetro de 22kΩ; 1 led infravermelho; 1 fototransistor; 1 fonte de 5V a 9V; 1 circuito integrado LM 339; 1 matriz de contatos (protoboard); Cabos diversos.
d. Atividades Monte o circuito abaixo, utilizando uma matriz de contatos.
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d.1 Anote a tensão em relação ao terra no pino 2 do amplificador operacional com o fototransistor exposto à luz do led
V=
_________. d.2
Anote a tensão em relação ao terra no pino 2 do amplificador operacional com o fototransistor encoberto por algum anteparo opaco
d.3
V= _________.
Explique porque a tensão é diferente nas duas situações.
44) Experiência. a. Experiência: montagem de um circuito de um sensor ótico com fotodiodo. b. Objetivo: montar e verificar o funcionamento de um sensor ótico que utiliza fotodiodo e um amplificador operacional 741. c.
Material experimental 1 voltímetro; 1 resistor de 1MΩ (marrom, preto e verde); 1 fotodiodo; 1 resistor de 47kΩ (amarelo, violeta e laranja);
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES _______________________________________________________________________
1 resistor de 1kΩ (marrom, preto e vermelho); 1 circuito integrado 741; 1 fonte simétrica (+15/-15V); 1 matriz de contatos (protoboard); Cabos diversos. d. Atividades Monte o circuito abaixo, utilizando uma matriz de contatos.
d.1 Anote a tensão em relação ao terra no pino 6 do amplificador operacional com o fotodiodo exposto a uma fonte de luz
V=
_________. d.2 Anote a tensão em relação ao terra no pino 6 do
amplificador
operacional com o fotodiodo encoberto por algum anteparo opaco V= _________. d.3
Explique porque a tensão é diferente nas duas situações.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES _______________________________________________________________________
45) Foi realizada a instalação de uma placa de orifício para medir a vazão de água de um sistema de irrigação rural. Após a instalação, um agricultor notou que a área irrigada pelo aspersor (equipamento utilizado para irrigar) tornou-se bem menor em relação à condição anterior à instalação da placa de orifício. Que tipo de problema você identifica? Qual a sugestão para corrigi-lo? 46) Em uma instalação industrial, utiliza-se um transdutor de corrente de 0A a 50A, com saída de 4mA a 20mA, como apresenta a figura abaixo.
Um instrumentista notou que a corrente a ser medida chega, no máximo, a 24A, o que, de certa forma, compromete a sensibilidade da medição, pois o transdutor tem 50A de corrente máxima. Qual a solução
para
aumentar
a
sensibilidade
do
transdutor,
sem
a
necessidade de comprar um novo equipamento? 47) Em um sistema de medição de nível por borbulhador, percebe-se que o nível indicado está bem acima do nível real de um tanque de água.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES _______________________________________________________________________
Frente a isso, elabore um pequeno texto sobre as possíveis causas e a possível solução desse erro de medição. 48) Relacione corretamente a 1ª e a 2ª colunas, a partir da comparação entre um sistema de automação industrial e o corpo humano. 1. Conhecimento.
a) ( ) Rede de comunicação
2. Cérebro.
b) ( ) Atuadores
3. Membros superiores e inferiores.
c) ( ) Sensores
4. Órgãos dos sentidos.
d) ( ) Programas e base de dados
5. Alimentação.
e) ( ) Controlador
6. Sistema nervoso.
f) ( ) Condutores de energia
7. Sistema sanguíneo.
g) ( ) Energia do sistema
49) Experiência. a. Experiência: sensor de luz com saída em tensão, utilizando a ponte de Wheatstone. b. Objetivo:
verificar,
experimentalmente,
o
funcionamento
de
circuito que converte a luminosidade em uma tensão elétrica, utilizando um sensor LDR. c.
Material necessário Multímetro analógico ou digital; 1 resistor de 10kΩ (preto,marrom e laranja); 1 resistor de 47kΩ (amarelo, violeta e laranja); 1 Fonte de tensão regulada 5V; 1 Matriz de contato (protoboard); 1 sensor LDR; Cabos diversos.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES _______________________________________________________________________
d. Atividades Monte o circuito abaixo, utilizando uma ponte de Wheatstone para converter a variação de resistência do LDR em um sinal de tensão.
d.1 Após a montagem do circuito, verifique a tensão VAB com a luminosidade normal do ambiente e anote este valor. VAB= ____________. d.2 Posicione um pedaço de papel em frente ao LDR e anote os valores da tensão. VAB= ____________. d.3 A tensão VAB aumentou ou diminuiu com a diminuição da luminosidade? Explique o funcionamento do circuito. 50) Experiência. a. Experiência: Sensor de luz com saída em tensão, utilizando um amplificador operacional.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES _______________________________________________________________________
b. Objetivo:
Verificar,
experimentalmente,
o
funcionamento
de
circuito que converte a luminosidade emuma tensão elétrica utilizando um sensor LDR e um amplificador operacional. c.
Material experimental Multímetro analógico ou digital; Resistor: 1 resistor de 1 MΩ (preto,marrom e verde); 1 potenciômetro de 10 kΩ; 1 Fonte de tensãoregulada 5 V ; 1 Matriz de contato (protoboard); 1 Amplificador operacional LM324; 1 LDR; Cabos diversos.
d.
Atividades Monte o circuito abaixo, utilizando um amplificador operacional para converter a variação de resistência do LDR em um sinal de tensão.
d.1 Após a montagem do circuito, verifique a tensão de saída do operacional com a luminosidade normal do ambiente e anote este valor.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES _______________________________________________________________________
Vo= ____________ d.2 Posicione um pedaço de papel em frente ao LDR e anote o valor da tensão. Vo= ____________ d.3 A tensão Vo aumentou ou diminuiu com a diminuição da luminosidade? Explique o funcionamento do circuito.
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2
APÊNDICE
2.1
GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 01
01) 1-b); 2-d); 3-a); 4-c). 02) 10V. 03) Aumentando o valor da resistência de 50Ω acima do potenciômetro, pode-se melhorar a linearidade da ponte, porém a sensibilidade da ponte diminui. 04) 1-d); 2-c); 3-a) 4-b). 05) 1-c); 2-d); 3-b); 4-a). 06) 1-b); 2-c); 3-d); 4-a). 07) 1-c); 2-e); 3-d); 4-a); 5-b). 08) 1-b); 2-c); 3-d); 4-a). 09) 1-b); 2-c); 3-a). 10) 1-c); 2-d); 3-b); 4-a).
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2.2
GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 02
11) 1-c); 2-a); 3-b). 12) 1-b); 2-d); 3-a); 4-c). 13)
a) D; b) B; c) F; d) B;
14)
Desenho.
[J1] Comentário: Não há resposta?
15)
Desenho.
[J2] Comentário: Não há resposta?
16)
Desenho.
[J3] Comentário: Não há resposta?
17)
Experiência.
18)
Experiência.
19) a) a ligação está errada; b) a lâmpada deve ser ligada na parte de baixo do circuito 20) 1- b); 2-c); 3-a).
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2.3 GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 03 21) 1-b); 2-c); 3 –a). 22) Desenho.
[J4] Comentário: Não há resposta?
23) Desenho.
[J5] Comentário: Não há resposta?
24) Desenho.
[J6] Comentário: Não há resposta?
25) Experiência. 26) Desenho.
[J7] Comentário: Não há resposta?
27) 1-c); 2-a); 3-d); 4-b).
28) Recomenda-se a instalação de um poço. 29) 1-c); 2-a) ; 3-b). 30) 1 c); 2-a); 3-b).
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2.4 GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 04 31) 1 d); 2-c); 3-b); 4-a). 32) Existe um defeito, porque a resistência medida tem valor zero, de acordo com a fórmula (V1 – V2)/I. A possível causa é a ocorrência de um curto circuito em todos os cabos do PT-100. 33) É importante saber que um medidor de vidro tubular não é indicado para este tipo de substância, por ser um medidor sensível com possibilidade de quebra, de acidentes e de riscos ao meio ambiente. 34) Experiência. 35) De acordo com as medições, pode-se concluir que o cabo do instrumento ligado ao controlador está partido, porque o instrumento está com a tensão próxima de 24V, ou seja, tentando fornecer o máximo de corrente.
36) Desenho.
[J8] Comentário: Não há resposta?
37) Um possível erro pode ter sido a substituição por uma válvula de controle com um coeficiente de vazão diferente do coeficiente da válvula anterior.
38) Para corrigir a medição, é necessário realizar a troca entre os extensômetros 1 e 2. 39) Deve-se
utilizar
um
cabo
de
extensão
ou
compensação.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES ________________________________________________________________________________
40) É necessário utilizar um amortecedor de pressão para evitar as variações abruptas de pressão.
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2.5
GABARITO - ATIVIDADES COMPLEMENTARES | AULA 05
41) O resistor shunt deve possuir uma resistência baixa. No circuito, ele possui 1 kΩ, que é muito alta. 42) É possível utilizar um tubo sifão para evitar contato direto com a temperatura elevada. 43) Experiência. 44) Experiência. 45) A placa de orifício produz uma queda de pressão na linha. A menor área irrigada deve-se ao dimensionamento incorreto da placa. Para evitar esse problema, é possível sugerir a instalação de outro medidor de vazão com menor queda de pressão, como uma calha Parshall ou um medidor eletromagnético, dependendo da instalação realizada. 46) Caso a espessura do fio permita, é possível sugerir que sejam dadas duas voltas do fio condutor na bobina do instrumento, para que aumente a sua sensibilidade. 47) Uma das possíveis causas pode ser o entupimento ou a obstrução da linha de saída da tubulação de ar dentro do tanque. Pode-se sugerir a limpeza manual após o esvaziamento do tanque.
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ATIVIDADES COMPLEMENTARES ________________________________________________________________________________
48) 1-d) ; 2-e) ; 3-b) ; 4-c); 5-g); 6-a); 7-f). 49) Experiência. 50) Experiência.
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