Identifique os requisitos do sistema de medição e, em seguida, os possíveis elementos funcionais que poderiam ser usados para formar tal sistema para a medição de:
A produção de um sinal elétrico que possa ser exibido em um medidor e indique a altura da água em um grande tanque de armazenamento.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente identificar quais são os requisitos de um sistema de medição e depois pensar nos componentes que poderiam compor esse sistema para medir a altura da água em um grande tanque de armazenamento. Basicamente, vamos precisar entender um pouquinho sobre sistemas de medição e os elementos que fazem esse sistema funcionar para transformar o nível da água em um sinal elétrico que aparece num medidor.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre os requisitos do sistema de medição. Isso quer dizer quais características o sistema precisa ter para funcionar bem. No caso, estamos medindo a altura da água, então alguns requisitos importantes são:
  • Precisão: o sistema precisa medir a altura da água com exatidão para evitar erros.
  • Faixa de medição: deve cobrir desde o nível mínimo até o máximo do tanque.
  • Resolução: a capacidade de detectar pequenas variações na altura da água.
  • Resposta rápida: para que o medidor mostre as mudanças na altura quase em tempo real.
  • Confiabilidade: o sistema deve funcionar bem por muito tempo sem falhas.

Passo 3

Agora, vamos pensar nos elementos funcionais que formam esse sistema de medição. Em um sistema que converte a altura da água em um sinal elétrico, geralmente temos os seguintes componentes:
  1. Sensor de nível: é o dispositivo que detecta a altura da água. Existem vários tipos, como:
    • Flutuador: usa um objeto que flutua na água e move um braço ligado a ele.
    • Ultrassônico: emite ondas sonoras e mede o tempo que elas levam para refletir na superfície da água.
    • Capacitativo: detecta mudanças na capacitância causadas pelo nível da água.
  2. Transmissor: pega a informação do sensor e a converte em um sinal elétrico que pode ser enviado para o medidor.
  3. Display ou medidor eletrônico: recebe o sinal elétrico e o transforma em uma leitura visual da altura da água.
  4. Fonte de alimentação: fornece energia para todo o sistema funcionar, podendo ser elétrica ou por baterias.

Passo 4

Vamos detalhar um pouco mais como cada componente funciona:
  • Sensor de nível: por exemplo, um sensor ultrassônico funciona mandando um pulso de som na direção da água. Quando o pulso atinge a superfície da água, ele reflete de volta para o sensor. Medindo o tempo que o pulso levou para ir e voltar, o sistema calcula a altura da água.
  • Transmissor: depois de captar a informação do sensor, o transmissor converte essa informação em um sinal elétrico contínuo ou digital. Esse sinal é fácil de ser transmitido por fios até o medidor.
  • Display: pode ser um painel digital que mostra a altura da água em metros ou outra unidade escolhida. Ele interpreta o sinal recebido e mostra a informação de forma clara.

Passo 5

É importante também considerar alguns outros elementos que podem fazer parte do sistema, como:
  • Controle e processamento: em sistemas mais complexos, pode haver um microcontrolador que processa o sinal antes de enviá-lo ao display, permitindo funcionalidades extras como alarmes em níveis críticos.
  • Interfaces de comunicação: para sistemas que precisam transmitir dados para outros sistemas ou para a internet, pode haver interfaces como Wi-Fi ou comunicação via cabos.

Resposta

Então, resumindo, para medir a altura da água em um grande tanque e exibir essa informação num medidor, o sistema precisa de:
  1. Requisitos:
    • Precisão, faixa de medição adequada, boa resolução, resposta rápida e confiabilidade.
  2. Elementos funcionais:
    • Sensor de nível (como ultrassônico ou flutuador),
    • Transmissor para converter a informação do sensor em um sinal elétrico,
    • Display eletrônico para mostrar a altura da água,
    • Fonte de alimentação para energizar o sistema.
Esses componentes juntos formam um sistema eficaz para monitorar e exibir a altura da água no tanque.

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