CONCEITOS DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO E CALIBRAÇÃO

RELATÓRIO 1: CONCEITOS DE MEDIÇÃO DE PRESSÃO E CALIBRAÇÃO

Ana Heloiza Aparecida de Toledo – 33180

Juliana Coelho Villa – 33998

1. INTRODUÇÃO

A pressão, uma variável extremamente utilizada em diversos setores industriais e tecnológicos e, que pode ser expressada por: força/unidade de área, representa um dos mais importantes padrões de medida, já que a partir dela, é possível obter medidas secundárias, como vazão e nível.

Essa variável pode ainda ser dividida em demais tipos de pressão, dependendo do referencial que se é tomado. É caracterizada, a seguir, pelas mais usuais:

• Pressão Absoluta: é determinada a partir do vácuo perfeito e, pode ser calculada a partir da diferença entre a pressão em um determinado ponto do ambiente e a pressão quando ocorre o zero absoluto (vácuo).

• Pressão Atmosférica: representa a pressão que a atmosfera terrestre exerce sobre um determinado local.

• Pressão Relativa: é medida em relação à pressão do ambiente, ou também como a diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica.

Para realizar essa medição são utilizados instrumentos denominados barômetros e manômetros, que podem ser diferenciados pelo o que se está medindo. O manômetro é comumente usado para medir pressões de fluidos líquidos e gases. Já o barômetro, inventado por Evangelista Torricelli, físico de 1600, é mais utilizado para determinar a pressão atmosférica.

Após calculada, a pressão pode, ainda, ser expressa por diferentes unidades: atm; bar; mm Hg x 10³; psi x 10³.

Para executar todas as medições com precisão, é necessário, no entanto, efetuar a calibração de todos instrumentos a serem utilizados, assegurando que os processos para controlar a qualidade das medições estão dentro de um critério aceitável, não afetando o resultado final do produto ou processo efetuado.

1. OBJETIVOS

Apresentar os resultados obtidos no experimento acerca da conversão de escala medida pela pressão do Tubo Bourbon e a calibração do sensor de pressão.

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

A pressão pode ser definida como a variável mais comumente medida em plantas de processo e pode ser expressa através da fórmula , sendo a pressão (P) uma grandeza escalar, a força (F) uma grandeza vetorial e a área (A) uma grandeza escalar. Os tipos de pressão mais usuais são pressão absoluta, atmosférica e relativa.[pic 1]

A pressão total de um lugar ou ponto é conhecida como pressão absoluta, ou seja, é o somatório de todas as contribuições para o aumento da mesma. Diversos fatores podem influenciar na sua determinação, podendo causar um aumento na pressão do sistema. O princípio de Stevin calcula a diferença de pressão entre dois pontos de um fluido, sendo seu valor conhecido como pressão manométrica, também chamada de pressão relativa. A pressão manométrica pode ser positiva, em locais com pressão superior à pressão atmosférica, ou negativa, em locais onde a pressão é inferior à pressão atmosférica. Já a pressão absoluta é sempre positiva.

A pressão que o ar exerce sobre a superfície do planeta é chamada de pressão atmosférica. O valor dessa pressão varia de acordo com a área, onde, quanto maior a quantidade de ar, maior a pressão exercida. Isto se justifica pelo fato do ar atmosférico possuir peso, resultando em uma pressão imposta pela massa total do ar.

A medida da pressão é feita através dos barômetros. Já os manômetros e vacuômetros são instrumentos que tem como objetivo medir, respectivamente, pressões acima e abaixo da pressão atmosférica local. Pode-se encontrar o valor da pressão atmosférica através do barômetro de mercúrio, utilizando a seguinte fórmula , sendo h a altura de uma coluna líquida, de massa específica ρ, em um local com a aceleração da gravidade g. O mercúrio é usado frequentemente como líquido, devido sua grande massa específica, o que resulta em menores valores de h. Já os barômetros metálicos podem ser portáveis, não possuindo coluna barométrica, porém possuem menor precisão.[pic 2]

1. DESENVOLVIMENTO

Os dados coletados no laboratório são apresentados a seguir:

Pressão barométrica (N/m²)	Massa do pistão, Mp (kg)	Diâmetro do cilindro, d (m)	Área transversal do cilindro, A (m²)
92590,704 Pa	0,5	0,017655	0,000244807

[pic 3]

Fórmula 1: Cálculo da área transversal do cilindro.

Determinação da massa do pistão:

P= F/A, sendo que F= m*g

Logo, P=20kN/m²

G=9,78

A= 0,000244807

Assim, 20*10³= (m* 9,78) / 0,000244807

Logo, a partir dessa conta, encontramos que m = 0,5 kg.

Conversão de escala:

Massa Aplicada Ma(kg)	Massa total Mm (kg)	Força aplicada Fa (N)	Pressão aplicada Pa(N/m²)	Ângulo do ponteiro θ (graus)	Pressão indicada Bourdon Pb (N/m²)	Saída Semicon-dutor e (mV)	Pressão Absoluta Pabs(N/m²)
[pic 4]0	0,5	4	20 *10³	36	28	8	37,78
0,5	1,0	9,78	48,9 *10³	65	48	16,2	57,78
1,0	1,5	14,67	73,4 *10³	91	68	24,2	77,78
1,5	2,0	19,56	97,8 *10³	117	88	32	97,78
2,0	2,5	24,45	122,2 *10³	146	108	40	117,78
2,5	3,0	29,34	146,7 *10³	172	128	47,2	137,78
3,0	3,5	34,23	171,1 *10³	200	148	55,6	157,78
3,5	4,0	39,12	195,6 *10³	226	168	64	177,78