Questões de Concurso Para engenharia eletrônica

Antes de proporcionar o desempenho desejado a determinado sistema dinâmico controlado, o controlador deve garantir que o referido sistema seja estável em malha fechada.
Considere que determinado sistema de controle é representado pela sua função de transferência de malha aberta M(s), dada por


Com relação a estabilidade deste sistema, analise as afirmativas a seguir.

I. É independente do valor do parâmetro k.
II. É independente do valor do parâmetro a.
III. É independente dos valores dos parâmetros b e c.

Está correto o que se afirma em

Uma das grandes vantagens do controle por realimentação de estados é a de garantir total controle da dinâmica do sistema, permitindo alocar todos os polos do sistema em posições desejadas pelo projetista, desde que o sistema em questão seja controlável. Considere um sistema dinâmico em malha aberta dado pela seguinte equação:


em que x₁, x₂ são estados e u a entrada. 
Após a inserção de um controlador por realimentação de estados de ganho K = [2 4] , o sistema em malha fechada passa a ter polos em

Desde que associado a um confiável e robusto observador de estados, o controle por realimentação de estados observado consegue alcançar especificações de desempenho geralmente superiores as atingidas por controladores de realimentação de saída sintetizados sob o paradigma do controle clássico.
Com relação às características do controle por realimentação de estados observados de ordem completa, analise as afirmativas a seguir.

I. A dinâmica do observador não é observável do ponto de vista de entrada e saída da planta.
II. A ordem do controlador é sempre superior à ordem da planta.
III. O ganho do regulador interfere na alocação de polos da planta.

Está correto o que se afirma em

Um dos principais obstáculos na implementação de um controlador por realimentação de estados é que raramente todos os estados de uma planta real podem ser diretamente obtidos, onde muitas vezes é até impossível o sensoriamento de alguns estados internos da dinâmica em questão.
Uma maneira de contornar esse problema é fazer uso de um observador de estado de ordem completa, cuja matriz de ganhos do observador (comumente associada a letra L) tem a função de 

A transformada de Laplace é extensamente utilizada em sistemas de controle, uma vez que os principais métodos clássicos de análise e síntese são realizados no domínio da frequência. Corroborando com essa prática, verifica-se que muitas características da resposta temporal podem ser inferidas diretamente e até mais facilmente no domínio da frequência, sem a necessidade de se computar a transformada inversa de Laplace.
Considere um sistema de controle que, após ser excitado por um sinal de banda estreita, produz um sinal de saída y(t) com a seguinte representação no domínio da frequência: 


Os valores de y(t) para t = 0 e t → ∞ são, respectivamente,  

Sistemas dinâmicos podem apresentar inúmeras realizações em espaço de estado, onde todas apresentam mesma relação entradasaída. No entanto, algumas realizações contêm propriedades peculiares, tais como a realização balanceada, largamente empregada em algoritmos de redução de modelo como o truncamento balanceado.
Considere que um determinado sistema dinâmico possui uma realização em espaço de estados inicial, e que essa realização é “rotacionada” para uma nova realização através de uma matriz de transformação P.
Com relação à transformação de similaridade empregada na matriz de estado da realização inicial, analise as afirmativas a seguir.

I. Consiste na mudança das bases da matriz transformada.
II. Preserva autovalores da matriz transformada.
III. A matriz de transformação P deve ser unitária.

Está correto o que se afirma em

Um engenheiro foi designado para projetar um sistema de linhas de gases industriais, devendo escolher entre dois tipos de abordagens: adotar um sistema baseado em Controladores Lógicos Programáveis (PLC) ou baseado em Sistemas de Controle Distribuído (DCS). Antes de tomar tal decisão, o referido engenheiro elabora uma lista itemizada sobre as vantagens e desvantagens de ambas as abordagens.
Com relação aos itens que apresentam vantagens quanto ao uso de um sistema baseado em PLC, um deles é o(a) 

Com relação aos sistemas de instrumentação e controle de processos, analise as afirmativas a seguir e assinale (V) para a verdadeira e (F) para a falsa.

( ) Em controle de processos, sistemas em malha aberta possibilitam o ajuste das variáveis controladas à medida que as variáveis de entrada são perturbadas.
( ) Em leituras de visores analógicos de instrumentos de medição é comum ocorrer o erro de Paralaxe, que está ligado ao incorreto posicionamento do usuário em relação ao equipamento.
( ) Uma desvantagem dos instrumentos digitais é a existência de diversos protocolos de comunicação no mercado, o que dificulta a comunicação entre equipamentos de marcas diferentes.
( ) A repetibilidade de um instrumento de medição se refere à sua capacidade de produzir leituras consistentes e próximas entre si quando a mesma medição é realizada repetidamente, mesmo sob diferentes condições de operação.

As afirmativas são, respectivamente,

Com relação ao diagrama de instrumentação para controle de fluxo mostrado na figura abaixo, assinale V para a afirmativa verdadeira e F para a falsa. 



( ) O elemento final de controle de fluxo é acionado de forma pneumática e possui um posicionador.
( ) O controlador de fluxo está montado em um painel local, acessível ao operador.
( ) Toda comunicação entre transmissor, controlador e conversor é por meio de rede ethernet em protocolo Fieldbus.
( ) A principal função do conversor FY-101 é permitir controlar a porcentagem de abertura da válvula, em vez de apenas se a válvula está aberta ou fechada.

As afirmativas são, respectivamente, 

Os estudos realizados pelo francês Jean-Baptiste J. Fourier, no século XVIII, contribuem de forma significativa em diversas áreas das ciências aplicadas e engenharias.

Fourier demonstrou que um sinal periódico pode ser representado por uma série trigonométrica infinita. Um estudante de engenharia eletrônica desenvolveu um algoritmo para plotar um gráfico de uma curva aproximada de uma onda quadrada, considerando apenas alguns termos da série, com o seguinte pseudocódigo: 

Assinale a opção que contém a expressão correspondente aos termos da Série de Fourier consideradas pelo estudante no algoritmo desenvolvido para plotar a curva. 

Do ponto de vista de sistemas de controle, processos industriais reais geralmente são modelados por funções mais simplificadas, que permitem um estudo do seu desempenho por métodos.
Considere que um processo industrial em malha fechada seja representado pela função de transferência P(s), dada por


Sabendo que a > 5b, a resposta de P(s) ao degrau unitário

Deseja-se realizar o condicionamento de um sinal de medição de uma planta industrial com vistas a prepará-lo para sua utilização em um sistema de processamento de dados. Esse processo pode envolver diversas etapas, tais como amplificação, filtragem, linearização, isolamento e conversão de sinais.
A respeito do condicionamento de sinais, analise os itens a seguir:
I. O aumento do ganho empregado em um amplificador perfeitamente linear reduz a largura de banda do sinal oriundo da medição.
II. Devido a presença de componentes de baixa frequência o ideal é o emprego de um filtro passa alta antes da amostragem A/D para mitigar o aliasing.
III. Os circuitos de condicionamento de sinal podem incluir circuitos de proteção que evitam danos ao sensor ou ao equipamento no caso de sobrecarga ou em condições adversas.
Está correto o que se afirma em

Um sistema específico de aquisição de dados emprega um transdutor para medir grandezas físicas e adequá-las para uso em sistemas computadorizados. A largura de banda do sinal analógico na saída do transdutor é de 20MHz, com frequência central em 250MHz.
Para garantir uma representação digital precisa do sinal a frequência mínima necessária do conversor analógico-digital, em MHz, é de: 

A adequação dos sinais de transdutores para uso em sistemas de aquisição de dados computadorizados é fundamental para assegurar medições precisas e confiáveis. Isso inclui o condicionamento dos sinais dos transdutores para atender aos requisitos específicos do sistema, como faixa dinâmica e resolução, garantindo assim a sua compatibilidade e eficácia na conversão analógico-digital.
Nesse contexto, considere um sistema em que um transdutor analógico é conectado a um conversor A/D por meio de um amplificador linear, onde este último tem a função de ajustar o nível de tensão que entra no conversor de modo a assegurar a melhor representação digital do sinal na conversão. Sabe-se ainda que a saída do transdutor analógico varia de 0mV a 100mV, enquanto a faixa de entrada do conversor analógico-digital é de 0V a 10V.
Nessas condições, o ganho de tensão do amplificador linear, em decibéis (dB), é:

A medição de grandezas físicas por meio de transdutores, como os sensores de temperatura, é crucial em diversos setores industriais, científicos e comerciais. Esses dispositivos desempenham um papel fundamental ao converter a temperatura em sinais elétricos mensuráveis, fornecendo dados para o monitoramento e controle de processos. A calibração e o condicionamento dos sinais dos transdutores são etapas importantes para garantir a consistência dos dados coletados.
Com relação as características dos sensores de temperatura, analise os itens a seguir:
I. Quanto menos linear for a saída do sensor, mais fácil será calibrar e minimizar a incerteza no escalonamento de saída.
II. O tempo de resposta é o tempo necessário que um sensor leva para responder a uma mudança de temperatura.
III. A estabilidade de um sensor é um indicativo de sua habilidade em manter uma resposta consistente em uma temperatura específica.
Está correto o que se afirma em

Termistores são dispositivos semicondutores cuja resistência elétrica é sensível à temperatura. Devido a essa propriedade, eles são amplamente utilizados em circuitos eletrônicos. Em um determinado termistor, sua relação entre temperatura e resistência pode ser determinada com precisão através de uma versão simplificada da equação de Steinhart-Hart, dada por:
T −1 = ɑ + b ln(R) , onde T é a temperatura em K, R é a resistência em Ω, e a,b são constantes. Sabe-se ainda que o termistor com temperatura T₁ possui resistência R₁, e que na temperatura T₂ o valor de sua resistência dobra com relação a R₁.
Nestas condições, o valor de T₂⁻¹ − T₁⁻¹ é:

Um sistema de medição é composto por oito sensores analógicos idênticos, sendo que apenas um conversor analógico-digital com taxa de amostragem Fs está disponível. Para realizar a aquisição de dados, utiliza-se um multiplexador para conectar todos os sensores, que são amostrados com a mesma taxa de amostragem.
O número mínimo de bits necessários para selecionar as portas do multiplexador e a taxa de amostragem máxima de cada sensor, respectivamente, são:

Considere um sensor de corrente elétrica que opera a partir da medição da tensão de um resistor conhecido, onde a tensão máxima de medição do sensor é 1V. Para compor o circuito desse sensor de corrente, os seguintes resistores de medição estão disponíveis para escolha:
• R₁: 50 mΩ, tolerância de 0,5% e potência de 500mW;
• R₂: 100 mΩ, tolerância de 0,5% e potência de 500mW; e
• R₃: 100 mΩ, tolerância de 1% e potência de 1W.
A respeito do desempenho de cada um destes três resistores caso aplicado no sensor de corrente elétrica, analise os itens a seguir:
I. O resistor R₁ permite medir uma faixa maior de valores de corrente elétrica em comparação com o R₂.
II. Em relação à precisão, não há diferença no emprego de R₂ e R₃, uma vez que ambos têm o mesmo valor de resistência.
III. Em termos de faixa de valores de corrente elétrica, os resistores R₁ e R₃ possuem capacidades de medição idênticas.
Está correto o que se afirma em

Para garantir o funcionamento adequado de circuitos com sensores de corrente baseados na medição de tensão de um resistor conhecido, é necessário avaliar o aumento de temperatura no resistor causado pela passagem da corrente a ser medida. Para realizar esse teste, optou-se por utilizar um resistor com uma resistência de 100mΩ e potência de 1W. Sabe-se que cada 100mW dissipados resultam em um aumento de temperatura de 11^OC no resistor. Durante o teste de avaliação, uma corrente de 2A foi medida no resistor.
Sabendo que o resistor permanecia em 25 ^OC antes do início teste, durante a execução do teste este resistor atingirá a temperatura, em ^OC, de:

Determinado sensor de corrente utiliza um conversor analógico-digital específico para medição de corrente. Nesse processo, a medição ocorre ao monitorar a tensão através de um resistor, e a corrente é calculada com base na sua resistência.
As especificações desse sensor estabelecem que a maior tensão que pode ser medida nos terminais do resistor é 200mV. Para realizar a medição de corrente, foi selecionado um resistor de 100mΩ, cuja potência máxima admitida é 500mW.
Sabendo que os componentes não podem operar em condições que ultrapassem suas respectivas especificações, a maior corrente que pode ser medida, em A (amperes), é: