Um sensor não linear foge à regra da proporcionalidade e não se pode formar uma reta, sendo necessária uma equação especial para sua conversão de uma grandeza física em um sinal elétrico. Sendo a equação de Steinhart‑Hart dada por 1/T = A + B ln(R) + C (ln(R))^3, observando o que é correspondente aos coeficientes A, B e C da equação para um sensor PTC com leituras iguais a R = 16330, 5000 e 1801 para as respectivas T = 273, 298 e 323, classifiquem V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas: ( ) O erro máximo para T1 é de 0,02%. ( ) O valor de A é igual a 0,001287. ( ) O erro máximo para T2 é igual ao dobro do erro máximo para T1. ( ) Os erros máximos para T2 e T3 são iguais a 0,04%. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:

Questão

Um sensor não linear foge à regra da proporcionalidade e não se pode formar uma reta, sendo necessária uma equação especial para sua conversão de uma grandeza física em um sinal elétrico. Sendo a equação de Steinhart‑Hart dada por 1/T = A + B ln(R) + C (ln(R))^3, observando o que é correspondente aos coeficientes A, B e C da equação para um sensor PTC com leituras iguais a R = 16330, 5000 e 1801 para as respectivas T = 273, 298 e 323, classifiquem V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:

( ) O erro máximo para T1 é de 0,02%.

( ) O valor de A é igual a 0,001287.

( ) O erro máximo para T2 é igual ao dobro do erro máximo para T1.

( ) Os erros máximos para T2 e T3 são iguais a 0,04%.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:

Imagem 1

Fórmula: 1/T = A + B ln(R) + C (ln(R))^3

Imagem 2

Tabela: pares (R, T) = (16330, 273), (5000, 298), (1801, 323)

Alternativas

A) V - V - F - F.

B) V - F - V - F.

C) F - V - F - V.

83%

D) F - F - V - V.

Explicação

Pela equação de Steinhart–Hart

1T=A+Bln(R)+C(ln(R))3\frac{1}{T}=A+B\ln(R)+C\bigl(\ln(R)\bigr)^3

usando os 3 pares fornecidos (o que permite ajustar exatamente 3 incógnitas A,B,CA,B,C), montamos o sistema:

Para cada ponto ii: yi=1Ti,xi=ln(Ri)yi=A+Bxi+Cxi3y_i=\frac{1}{T_i},\quad x_i=\ln(R_i)\Rightarrow y_i=A+Bx_i+Cx_i^3

Calculando xix_i e yiy_i:

  • R1=16330x1=ln(16330)9,700513R_1=16330\Rightarrow x_1=\ln(16330)\approx 9{,}700513, y1=1/2730,0036630037y_1=1/273\approx 0{,}0036630037
  • R2=5000x2=ln(5000)8,517193R_2=5000\Rightarrow x_2=\ln(5000)\approx 8{,}517193, y2=1/2980,0033557047y_2=1/298\approx 0{,}0033557047
  • R3=1801x3=ln(1801)7,496652R_3=1801\Rightarrow x_3=\ln(1801)\approx 7{,}496652, y3=1/3230,0030959752y_3=1/323\approx 0{,}0030959752

Resolvendo o sistema linear (em A,B,CA,B,C) obtém-se aproximadamente:

A0,001287A\approx 0{,}001287 B0,0002301B\approx 0{,}0002301 C7,73×107C\approx 7{,}73\times 10^{-7}

Logo, a sentença “O valor de A é igual a 0,001287.” é V.

Agora, como os coeficientes A,B,CA,B,C foram determinados com exatamente os 3 pontos dados, ao substituir cada RiR_i na equação, recuperamos o mesmo TiT_i (salvo arredondamentos numéricos muito pequenos). Assim, os “erros máximos” em T1T_1, T2T_2 e T3T_3 não são, de forma consistente, 0,02% em T1T_1, nem “o dobro” em T2T_2, nem 0,04% para T2T_2 e T3T_3; com o ajuste por 3 pontos, o erro ideal nesses próprios pontos é essencialmente zero.

Portanto:

  1. “O erro máximo para T1 é de 0,02%.” → F
  2. “A = 0,001287.” → V
  3. “Erro máx. T2 é o dobro do erro máx. T1.” → F
  4. “Erros máx. T2 e T3 são 0,04%.” → V

Sequência: F – V – F – V.

Alternativa correta: (C).

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