Erros nos dados experimentais

1. Erros em dados experimentais

Toda medida experimental está sujeita a erros provenientes de várias fontes, que podem ser identificados como sendo:

a) Erros grosseiros: Erros que ocorrem por falhas de leitura do instrumento pelo operador ou sistema de aquisição. São facilmente detectáveis após uma análise cuidados dos dados.

b) Erros constantes: Erros invariáveis em amplitude e polaridade devido a imprecisões instrumentais. Em geral podem ser facilmente corrigidos pela comparação com um padrão conhecido na medida.

c) Erros Sistemáticos: Erros de amplitude variável, mas de polaridade constante. Podem ser climinados a partir de medidas diferenciais.

d) Erros periódicos: Erros variáveis em amplitude e polaridade, mas que obedecem a uma certa lei(por ex. a não linearidade de um conversor A/D). Podem ser eliminadas pela medição repetitiva sob condições distintas e conhecidas.

e) Erros aleatórios: São todos os erros restantes, possuem amplitude e polaridade variáveis e não seguem necessariamente uma lei sistemática. São em geral pequenos mas estão presentes em qualquer medida, provenientes de sinais espúrios, condições variáveis de observação, ruídos do próprio instrumento.

2. Dados Característicos dos Instrumentos Elétricos de Medição

Todo instrumento de medida é composto de três partes principais:

a) Sensor da grandeza a medir

b) Dispositivo de elaboração da medida

c) Dispositivo de apresentação do resultado

a) Sensor

É um dispositivo que associa à grandeza medida com uma outra, de mesma ou de outra natureza que possa ser utilizada para a operação seguinte, no caso, a elaboração da medida.

A característica fundamental de um sensor é a sua sensibilidade elevada à variável que se quer medir associada a uma relativa insensibilidade (baixa sensibilidade) às variáveis que possam perturbar o resultado da medida.

b) Dispositivo de elaboração da medida

O dispositivo de elaboração de medida converte a saída do sensor em uma forma de sinal conveniente para o uso a que se destina. Pode conter elementos destinados a compensar a sensibilidade indesejável do sensor a outras grandezas que não aquela que se quer medir ou elementos que combinam mais de uma grandeza diretamente medida para gerar sinais correspondentes a grandeza compostas.

c) Dispositivo de apresentação

O dispositivo de apresentação do resultado, geralmente destinado à leitura por pessoas, converte os sinais elaborados em um deslocamento sobre uma escala, uma posição em um gráfico, um numero visível ou outra forma perceptível pelo operador.

A maioria dos instrumentos mede grandezas indiretamente, isto é, a grandeza a medir é convertida em outra, pelo sensor, para então ser elaborada.

Sensores também podem ser usados separadamente para medir grandezas físicas em maquinas e sistemas diversos, para uso interno destes, podendo estas medidas serem, também, apresentadas para leitura pelas pessoas.

3. Valor da Deflexão nos Instrumentos de Bobina Móvel

No campo de um imã permanente, é montada uma bobina móvel, giratória, alternada por corrente elétrica. A corrente é levada até a bobina por meio de molas espiras, que simultaneamente desenvolvem o conjugado de oposição ao deslocamento da bobina. A rotação da bobina e consequente deflexão do ponteiro, são proporcionais à corrente, o que faz com que os intervalos sobre a escala estejam igualmente distanciados. O ponto zero da escala pode tanto ficar no meio quanto na extremidade. Quando ocorre inversão do sentido de circulação da corrente, ocorre também a inversão da rotação da bobina ou da deflexão do ponteiro. Disto resulta que este instrumento apenas pode ser usado para medição de tensão ou corrente contínua. O amortecimento do movimento do ponteiro é obtido por frenagem de correntes de histerese, oriundas do movimento de rotação de uma moldura de alumínio que envolve a bobina móvel, no campo magnético.

Instrumento de bobina móvel

Instrumento Eletrodinâmico

O sistema de medição eletrodinâmico consiste de uma bobina móvel e uma fixa. Perante a passagem de determinada corrente, as bobinas apresentarão a mesma polaridade e assim levarão o ponteiro à deflexão, por repulsão. A corrente que alimenta a bobina móvel é levada a esta por meio de 2 molas espirais, que, simultaneamente, desenvolvem uma força contrária ao deslocamento angular. Instrumento eletrodinâmico

Bobina móvel; 2 – Bobina Fixa

efetuará um trabalho, que estiver em fase com a tensão, e assim seu valor

Numa inversão do sentido da corrente, ambas as bobinas invertem ao mesmo tempo a sua polaridade. Com isto, as condições de repulsão entre as bobinas não se alteram e a deflexão do ponteiro se dá sempre para o mesmo lado. Por esta razão, o instrumento pode ser utilizado tanto em corrente contínua quanto alternada. Usado como amperímetro ou como voltímetro, ambas as bobinas são ligadas em série ou, perante correntes muito elevadas, são ligadas em paralelo. A principal aplicação deste tipo de instrumento é encontrada nos medidores de potência (Wattímetros). Como a potência é obtida do produto da tensão pela corrente, a bobina fixa é dimensionada como bobina de corrente, e a móvel como de tensão. A potência, em watts, pode assim ser obtida diretamente por simples leitura. Na medição de potências em corrente alternada, a potência indicada é a potência útil, porque apenas aquela parte da corrente

P = U x I x cosϕ. O amortecimento é obtido por uma câmara com ar, tal como no instrumento de ferro móvel. Às vezes são empregados instrumentos de medição blindados por uma chapa de ferro, para evitar influências magnéticas presentes no ambiente externo. Neste tipo, a bobina fixa é montada dentro de um anel de ferro fechado e laminado, evitando-se assim a formação de correntes parasitas. A precisão do instrumento é menor devido ao ferro.

Instrumento eletrodinâmico blindado