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Lista De Exercícios Instrumentação Fernando Buniowski RA: Atenção Data De Entrega: 30/04/
- Associe a primeira coluna com a segunda.
- a) Calcule a faixa de medição que um instrumento pode indicar, quando a temperatura real medida pelo mesmo é 30°C, sabendo-se que a escala de medição é de
- 20 a + 80°C e sua exatidão é de ± 0,75% do alcance. 30 + 0,75 = 30, 30 – 0,75 = 29, b) Calcule a faixa de medição que um instrumento pode indicar, quando a temperatura real medida pelo mesmo é 30°C, sabendo-se que a escala de medição é de
- 50 a + 50°C e sua exatidão é de ± 0,25% do alcance. 30 + 0,225 = 30,
c) Calcule também, a faixa de medição que outro instrumento pode indicar, quando a temperatura real medida pelo mesmo é 30°C, sabendo-se que a escala de medição é de - 50 a + 50°C e sua exatidão é de ± 0,25% do valor medido. 30 – 0,225 = 29,
- Assinale V para as sentenças verdadeiras e F para as sentenças falsas: a) (F ) Indicador é um instrumento composto por uma escala e um ponteiro. b) (F) Registrador é um instrumento que compara a variável controlada com um valor desejado e fornece um sinal de saída a fim de manter a variável controlada em um valor específico ou entre valores determinados. c) (F ) Transmissor de nível é um instrumento que mede temperatura, através de um elemento primário, e transmite para outro instrumento a distância, através de um sinal padronizado proporcional à temperatura medida. d) ( F) Controlador é um instrumento que modifica diretamente o valor da variável manipulada de uma malha de controle. e) ( V ) Conversor corrente-pressão é um instrumento que recebe um sinal em corrente e converte para um sinal pneumático de saída, proporcional ao sinal de entrada. f) (V ) Os anunciadores de alarme são dispositivos de segurança destinados a identificar anormalidades em um processo e alertar o operador através de sons ou luzes intermitentes. g) (V ) Chaves são instrumentos que detectam a presença do meio controlado em um ponto pré-ajustado e mudam o estado de um interruptor, possibilitando a energização ou des-energização de um circuito elétrico, eletrônico ou digital.
- Quanto ao sinal de transmissão, quais as vantagens e desvantagens: a) Sinal pneumático sobre o eletrônico analógico? Vantagens: A grande vantagem em se utilizar os instrumentos pneumáticos está no fato de se poder operá-los com segurança em áreas onde existe risco de explosão (centrais de gás, por exemplo). A sua instalação é simples e “limpa”. Desvantagens: Necessita de tubulação de ar comprimido (ou outro gás) para seu suprimento e funcionamento.
- Por que existe um limite da quantidade ou resistência máxima, de equipamentos que podem ser conectados em série (as transmissões de sinais por corrente)? Porque a ligação em série de diversos equipamentos aumenta a resistência total do circuito, podendo provocar a queda da alimentação elétrica.
- Cite a função de cada componente das malhas abaixo: a) Transmissor de vazão instalado em campo. O transmissor de vazão é um aparelho microprocessado utilizado para medição de vazão de diferentes tipos de fluidos. Seu uso pode ser aplicado nos mais diversos processos industriais. b) Indicador de temperatura instado em campo. Os indicadores de temperatura são instrumentos de instalação que podem processar o sinal dos sensores de temperatura e indicá-los c) Alarme de alto, alta pressão instalado tanque. Os alarmes servem para alertar os operadores a tomar medidas especiais ou podem ser usados para derrubar ou intertravar. d) Visor manométrico de nível. O funcionamento do transmissor de nível trabalha com a condutividade do líquido que está sobre seu controle, utilizando de correntes elétricas de circuitos eletrônicos de sensibilidade variada, é feito o controle de saída e entrada de líquidos.
- Faça um diagrama de interligação dos instrumentos/dispositivos de uma malha de controle para medição e controle de vazão contendo: placa de orifício, transmissor diferencial de pressão, extrator de raiz quadrada, controlador, registrador, integrador e válvula de controle. Utilize a norma ABNT e instrumentos/sinais eletrônicos.
- Por que o tubo de Bourdon é aplicado para medida/registro e não para controle de temperatura? É um elemento sensor para a medição mecânica de pressão utilizada, por exemplo, em manômetros.
- Como funcionam termômetros bimetálicos? 66 Instrumentação Aplicada O termômetro bimetálico é um termômetro constituído por duas lâminas de metais diferentes, unidas entre si e enroladas em forma de espiral ou hélice, sendo uma das extremidades fixa, pelo que, devido à diferença de coeficiente de dilatação entre ambos os metais, a outra gira proporcionalmente à variação da temperatura registada.
- O que são termopares? Termopares são sensores de temperatura simples, robustos e de baixo custo.
- Para que serve o fio de compensação e extensão e qual a necessidade da compensação de junta fria? Em síntese, fios e cabos de extensão e compensação nada mais são que outros termopares cuja função é compensar a fem. ocasionada pela diferença de temperatura entre o cabeçote e o registrador.
- O que é efeito termoelétrico de Seebeck? O efeito Seebeck é a produção de uma diferença de potencial (tensão elétrica) entre duas junções de condutores (ou semicondutores) de materiais diferentes quando elas estão a diferentes temperaturas (força eletromotriz térmica).
- O que é efeito termoelétrico de Peltier? O arrefecimento de uma junção e o aquecimento do outro quando a corrente elétrica é mantida em um circuito de material consistindo em dois condutores diferentes; o efeito é ainda mais forte em circuitos que contenham semicondutores diferentes.
- Como pode ser obtida a temperatura média entre dois pontos com termopares? Dois termopares podem ser usados para medição de temperaturas diferentes entre dois pontos, estes termopares são do mesmo tipo de material e ligados com fio de extensão que será da mesma liga metálica dos termopares.As ligações são feitas de uma forma que uma se opõem se a outra, desta forma quando a temperatura dos dois termopares forem iguais a f.e.m. resultante será igual a zero, porem quando a temperatura dos dois termopares estiver em níveis diferentes a milivoltagem produzida será correspondente à diferença da temperatura entre os dois termopares.
- Como pode ser obtida a soma da temperatura entre dois pontos utilizando termopares? Dois termopares podem ser usados para medição de temperaturas diferentes entre dois pontos, estes termopares são do mesmo tipo de material e ligados com fio de extensão que será da mesma liga metálica dos termopares.As ligações são feitas de uma forma que uma se opõem se a outra, desta forma quando a temperatura dos dois termopares forem iguais a f.e.m. resultante será igual a zero, porem quando a temperatura dos dois termopares estiver em níveis diferentes a milivoltagem produzida será correspondente à diferença da temperatura entre os dois termopares.
- Quais são os principais tipos de termopares? feitos de ferro, cobre ou níquel. Termopar tipo E, Termopar tipo J, Termopar tipo K, Termopar tipo N, Termopar tipo T, Termopar tipo B, Termopar tipo STermopar tipo R.
- Que tipos de erros são comuns ao empregar termopares? Erros produzidos pela inversão de fios e cabos de extensão e compensação ou a utilização de tipos de cabos incorretos.
- Qual o principal motivo da utilização de corrente 4 a 20mA ou invés de tensão 0 a 5Vcc, para transmissão de sinal em um instrumento de medição. Justifique. Equipamentos com saída de sinal na forma 4 a 20mA (ou também 0 a 20mA), por terem sua saídas em corrente, tendem a ser mais imunes a ruído elétrico e interferências externas. Este fato é explicado, pelo motivo de que ruídos elétricos, quase sempre (mas não sempre!), são sinais de baixa potência que podem ser atenuados através de cargas de baixa impedância.
- Quais as vantagens e desvantagens da utilização de um transmissor eletrônico, digital. Justifique. VANTAGENS:
- Não se tem a necessidade de uma ligação ponto a ponto por instrumento ;
- É permitida a utilização de um par trançado ou fibra óptica para transmissão dos dados ;
- Não propenso a ruídos externos que afetariam a qualidade dos dados;
- Possibilita a configuração e o diagnósticos de falhas sendo possível o ajuste em qualquer ponto da malha ;
- Melhor custo-benefício final. DESVANTAGENS:
- O mercado disponibiliza uma ampla gama protocolos, o que atrapalha a comunicação entre equipamentos de marcas diferentes.
- Se vier a ocorrer o rompime nto no cabo de comunicação pode-se ter a perda das informações e /ou controle de várias malhas.
- O que significa Zero Vivo? Utilizado quando adotamos o valor mínimo de 4mA, oferece a vantagem também de podermos detectar uma avaria (rompimento dos fios), que provocará a queda do sinal, quando o mesmo estiver em seu valor mínimo.
- Por que os sinais análgicos padrão pneumáticos e elétricos começam com valores acima do zero (Zero Vivo) Explique. Valor médio e desvio padrão de medições de tempo, o valor zero, pode-se afirmar que filtros mecânicos, elétricos, térmicos, pneumáticos, etc. O valor médio simples do sinal, como definido acima, mede a porção estática
- Qual a diferença entre válvula de controle e válvulas proporcional? As válvulas de controle são instrumentos utilizados para monitorar o fluxo, pressão,
temperatura e nível dos fluidos dentro das tubulações. As válvulas proporcionais convertem um sinal de corrente ou tensão variável numa saída proporcional de ar comprimido.
- Como as válvulas são classificadas quanto a sua energia de acionamento? São classificadas de acordo com o tipo de conexão, pelo tamanho e pela faixa de operação. A base de operação dessas válvulas é um balanço entre pressão e força da mola. A válvula pode assumir várias posições, entre os limites de totalmente fechada a totalmente aberta.
- Quais são as partes principais de uma válvula de controle e qual é a função de cada uma dessas partes na válvula? Válvula de controle é composta de dois subprodutos, constituída de corpo (válvula) e atuador (pneumático ou elétrico), também existe o terceiro subproduto que pode ser anexada à válvula de controle que é o pocisionador eletropneumático ou pneumático, que tem como função atuar a válvula proporcionalmente.
- Qual a diferença entre uma válvula de deslocamento linear e uma válvula de deslocamento rotativo de haste? Define-se por válvula de deslocamento linear, a válvula na qual a peça móvel vedante descreve um movimento retilíneo, acionado por uma haste deslizante. Para cada tipo de processo ou fluído sempre temos pelo menos um tipo de válvula que satisfaça os requisitos técnicos de processo, independente da consideração econômica. Cada um desses tipos de válvulas possui as suas vantagens, desvantagens e limitações para este ou aquele processo
D) I é o transmissor, II é o sensor e II é o controlador. E) I é o comparador, II é o sensor e II é o controlador.
- Considere um sistema de controle automático de temperatura cujo set-point é 120°C. Considere que o erro em regime desta variável de processo situa-se em uma faixa de 5% do valor em regime. Nestas condições, pode-se afirmar que a faixa de controle do sistema situa-se entre os valores máximos e mínimos respectivos de: (A) 123 °C e 117°C (B) 120 °C e 114°C (C) 126 °C e 114°C (D) 126 °C e 120°C (E) 120 °C e 108°C
- Considere um diagrama P&ID construído seguindo a norma ISA 5.1, apresentado na figura abaixo. A partir deste diagrama, pode-se afirmar: I. O diagrama descreve uma malha de controle de temperatura. II. O diagrama descreve uma malha de controle de pressão. III. O controlador está localizado na sala de comando. IV. O controlador está localizado no campo. V. A válvula de controle é atuada através de sinal pneumático. Estão corretas as afirmações: (A) I, II e IV (B) II, IV e V (C) II, III e V (D) I, III e IV (E) II, III e IV
T - O elemento V é um transmissor indicador de pressão, montado no campo. U - O elemento VI é um sinal pneumático. Está correto APENAS o que se afirmar em (A) Q e T. (B) P, Q e S. (C) P, R e U. (D) Q, R e T. (E) S, T e U.
- A partir das figuras abaixo, determine todos os instrumentos do fluxograma de instrumentação abaixo, identificando função e localização. O tipo do suprimento de energia é designado por duas linhas em cima da linha de alimentação: AS - Air Supply; ES - Electric Supply; GS - GasSupply; HS - HydraulicSupply; NS - NitrogenSupply; SS - SteamSupply; WS - WaterSupply
