Padroes Para Calibracao de Pressao

Pressure and Temperature Measurement

Soluções para Teste e CalibraçãoPressão e Temperatura

CALIBRAÇÃO DE PRESSÃO

ISA VALE / 28-05-2009

CALIBRAÇÃO DE PRESSÃOConhecendo e Comparando

Padrões



WIKAReferência Mundial em produtos para

medição, controle e calibração de pressão e temperatura, a WIKA está presente em mais de 75 países, fornecendo mais de 43 milhões de produtos de qualidade anualmente.

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Atestando a excelência no atendimento à seus clientes, a WIKA oferece ainda serviços de calibração em seu Laboratório de Pressão, integrante da Rede Brasileira de Calibração (RBC). Em processo de acreditação, a WIKA logo poderá oferecer serviços de calibração em Temperatura e Dimensional.

A linha de produtos de teste e calibração WIKA foi concebida visando atenderas mais exigentes aplicações, em qualidade, precisão e desempenho.



WIKA

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TÓPICOS

Conceitos-Definições de padrão

Manômetros de coluna de Líquido- Manômetros de tubo U

Padrões Analógicos- Manômetros de tubo Bourdon e Capsulares

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- Manômetros de tubo Bourdon e Capsulares

Padrões de Pressão Digitais- Manômetros Digitais e Controladores de Pressão

Padrões de referência- Balanças de Peso Morto

Escolha dos Padrões- Critérios para escolha do padrão



PADRÃO PRIMÁRIODesignado ou amplamente conhecido como tendo as mais altas qualidades metrológicas e cujo o valor é aceito sem referência a outros padrões.

PADRÃO SECUNDÁRIOPadrão cujo valor é estabelecido por comparação a um padrão primário de mesma grandeza.

CONCEITOS

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Padrão cujo valor é estabelecido por comparação a um padrão primário de mesma grandeza.

PADRÃO DE REFERÊNCIAPadrão, geralmente tendo a mais alta qualidade metrológica disponível em um dado local ou organização, a partir do qual as medições lá executadas são derivadas.

PADRÃO DE TRABALHOPadrão utilizado rotineiramente para calibrar ou controlar medidas materializadas, instrumentos de medição ou materiais de referência.



TIPOS DE PADRÕES

MEDIDORES FUNDAMENTAISInstrumentos que medem pressão em função da definição da realização da grandeza.

p = F �p = �h • �m • gA

- Balanças de Peso Morto;- Manômetro de Coluna de Líquido;

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- Manômetro de Coluna de Líquido;

MEDIDORES INDIRETOSInstrumentos que medem a pressão em função deflexão ou flexibilidade me um material, ou utilizam-se de meios elétricos, ópticos ou químicos para determinar o valor de pressão.

- Manômetros e Vacuômetros;- Barômetros;- Transmissores de Pressão;



MANÔMETRO DE COLUNA DE LÍQUIDOS

�p = �h • �m • g

Onde:

g – gravidade local

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g – gravidade local

�m – densidade do líquido



MANÔMETRO DE COLUNA EM “U“

- Medição de pressão através da altura da coluna de líquido .

- Comumente preenchido com Água ou

MANÔMETRO DE COLUNA DE LÍQUIDOS

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- Comumente preenchido com Água ou Mercúrio;

- Utilizado para baixas pressões;



MANÔMETROS ANALÓGICOS

- Manômetros com elemento Bourdon ou Capsular.

- Disponíveis geralmente em 160mm e 250mm de diâmetro.

- Ranges de vácuo a 1600bar;

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Nomenclaturas (NBR 14105)

A1 – 1,00% FE

A2 – 0,50% FE

A3 – 0,25% FE

A4 – 0,10% FE



TUBO BOURDON

Ranges:600mbar... 1600bar

Classes de Exatidão:Até 0,066% FE

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Fluídos:Gases e Líquidos



MANÔMETRO CAPSULAR

Ranges:2.5mbar... 1000mbar

Classes de Exatidão:Até 0,1% FE (A4)

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Fluídos:Gases limpos e que não sofram condensação.



PRINCIPAIS RECOMENDAÇÕES DA NBR 14105 MANÔMETROS PADRÃO

- O manômetro-padrão deve ter uma classe de exatidão 4 vezes superior à classe do instrumento submetido a calibração.

- A faixa de indicação de pressão do

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- A faixa de indicação de pressão do manômetro-padrão deve ser de 1,3 a 1,6 vezes a faixa de indicação de pressão do instrumento a ser calibrado.

- O manômetro-padrão deve possuir recursos que minimizem os erros de paralaxe.

Banda Espelhada



SENSORES DE PRESSÃO DIGITAIS

Tecnologias de Medição- Piezoresistivos;

- Capacitivos;

- Thin-films;

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- Cristais de Quartzo

Nomenclatura (ASME B40.7)

A – 1,00% FE AR – 1,00% Leitura

2A – 0,50% FE 2AR – 0,50% Leitura

3A – 0,25% FE 3AR – 0,25% Leitura

4A – 0,10% FE 4AR – 0,10% Leitura

5A – 0,05% FE 5AR – 0,05% Leitura




Piezoresistivos �� Efeito Piezoelétrico: alteração da resistência Efeito Piezoelétrico: alteração da resistência elétrica do material sob carga mecânica, devido a elétrica do material sob carga mecânica, devido a variação da mobilidade dos elétrons na estrutura variação da mobilidade dos elétrons na estrutura cristalina.cristalina.

�� Ponte de Wheatstone.Ponte de Wheatstone.

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Pressão

�� Utilizado em transmissores para pressões de Utilizado em transmissores para pressões de 25 mbar até 25bar.25 mbar até 25bar.




Capacitivos

�� Variação de capacitância, devido a Variação de capacitância, devido a mudança na distância entre as duas mudança na distância entre as duas placas que compõem o capacitor do placas que compõem o capacitor do sensorsensor

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�� O capacitor é conectado a um O capacitor é conectado a um circuito oscilador, que por sua vez é circuito oscilador, que por sua vez é conectado a um conversor de sinais, conectado a um conversor de sinais, para obter um sinal.para obter um sinal.

�� Utilizado em transmissores para Utilizado em transmissores para pressões de 100 mbar até 60 bar.pressões de 100 mbar até 60 bar.

Variação entre placas: 0,1mm... 25mmVariação entre placas: 0,1mm... 25mm



Ponte de resistores


Thin-Film

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Pressão



Resistor de compensação


Thin-Films�� Metálicos ou Cerâmicos;Metálicos ou Cerâmicos;

�� Ponte de WheatstonePonte de Wheatstone

�� Cerâmicos: Utilizado para pressões de Cerâmicos: Utilizado para pressões de 2 bar até 100bar2 bar até 100bar

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Ponte deResistores

2 bar até 100bar2 bar até 100bar

�� Metálicos: Utilizado para pressões de Metálicos: Utilizado para pressões de 25 bar até 10.000 bar25 bar até 10.000 bar




Cristais de Quartzo

��O ressonador de cristal de quartzo O ressonador de cristal de quartzo ––a frequência varia proporcionalmente a frequência varia proporcionalmente a pressão aplicada no sensor.a pressão aplicada no sensor.

Um oscilador eletrônico capta esta Um oscilador eletrônico capta esta

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��Um oscilador eletrônico capta esta Um oscilador eletrônico capta esta frequência e converte em sinal digital.frequência e converte em sinal digital.

�� Longa estabilidade, excelente Longa estabilidade, excelente resolução e precisão.resolução e precisão.

��Utilizado em transmissores de Utilizado em transmissores de 250mbar... 2600bar.250mbar... 2600bar.



MANÔMETROS E INSTRUMENTOS DIGITAIS

- Portáteis e para bancada.

- Classes de exatidão de 0,5% FE a 0,004% FE.


- Inúmeras unidades de pressão disponíveis;

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- Integração com softwares de calibração;

- Funções avançadas;

- Referência Barométrica integrada;



CONTROLADORES DE PRESSÃO

- Trabalham como manômetros digitais e controlam a saída de pressão para os instrumentos de teste.

- Calibração simultânea de vários instrumentos;

- Classes de exatidão de 0,5% FE a 0,004% FE.

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- Integração com softwares de calibração;

- Funções avançadas;

- Referência Barométrica integrada;




Supply High Supply Low VentPort Test Port

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Fonte de pressão:110%+5% FS

Saída de pressãoou

fonte de vácuo:

Saída de controle0 ... 100%




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VÁLVULAS DE CONTROLE

Fabricadas com liga cerâmica flexível, que reduz drasticamente efeitos de temperatura.



BALANÇAS DE PESO MORTO

- Balança de Peso Morto é o meio mais estável, preciso e confiável para execução de calibrações de pressão.

- Faixa de pressão de vácuo até 4800bar.

- Classes de Exatidão de 0,025% da Leitura (250ppm) a

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- Classes de Exatidão de 0,025% da Leitura (250ppm) a 0,0005% da leitura (5ppm);




Instrumento em calibração

Conjunto de Massas

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Geração de Pressão / Ajuste fino

Pistão

Bomba Pneumática

Espelho




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Gravidade Local

Diferença de altura do

Instrumento

Flutuação

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510)(

)20()(10

1−⋅∆⋅⋅−+

+−⋅++⋅

⋅−⋅

=

��

�

�

��

�

�

��

�

��

�

��

�

�

�

hl

glFl

eP

tA

lg

m

lm

ep ρρ

λβα

ρ

ρ

A = f (temperatura) A = f (pressão)

Local



Apresentação CPB5000


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Apresentação CPB5000




- Devido a seu princípio puramente mecânico, a Balanças de Peso Morto tem grande estabilidade temporal, com recalibração recomendada a cada 5 anos;

- Exceto versões automáticas, balanças de peso morto

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- Exceto versões automáticas, balanças de peso morto dispensam uso de energia elétrica;

- Balanças de Peso Morto são classificadas como Medidores Fundamentais de Pressão. São utilizadas para verificações periódicas de Medidores Indiretos de Pressão;



TIPOS DE BALANÇAS

PneumáticasVácuo a 100bar

Hidráulicas1 a 4800bar

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DiferenciaisRanges pneumáticos e

hidráulicos (até 1000bar)

AutomáticasOperada sem contato humano

direto.



COMO ESCOLHER SEU PADRÃO

1) INSTRUMENTOS QUE SERÃO CALIBRADOS;

2) RANGES DE OPERAÇÃO;

3) CLASSES DE EXATIDÃO;

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4) QUANTIDADES E FREQUÊNCIA DE CALIBRAÇÃO;

5) TEMPO E MÃO DE OBRA DISPONÍVEIS;



PERGUNTAS

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PERGUNTAS



REFERÊNCIAS

� WIKA HANDBOOK;

� NBR 14105; Manômetros com sensor de elemento elástico – Recomendações de fabricação e uso.

� ASME B40.7;Gauges: Pressure Digital Indicating.

� DIN EN 837-1, EN 837-2 e EM 837-3;

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� DIN EN 837-1, EN 837-2 e EM 837-3;Pressure gauges.

� DOQ-CGCRE-014 (INMETRO);Orientação para a realização de calibração de medidores digitais de pressão.

� DOQ-CGCRE-017 (INMETRO);Orientação para a realização de calibração de medidores analógicos de pressão.

� VOCABULÁRIO INTERNACIONAL DE METROLOGIA – VIM;

� NOTAS DE APLICAÇÃO EQUIPE TÉCNICA WIKA;



OBRIGADO!

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OBRIGADO!

Bruno Taverna

Test and Calibration Technology

[email protected]

www.wika.com.br

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