Sensibilidade de instrumento é o quociente entre a variação de uma indicação e a variação correspondente do valor da grandeza medida (VIM 2012, item 4.12): S = ΔI/ΔX. Ela responde a uma pergunta direta: quando a grandeza muda uma unidade, quanto a saída do instrumento muda?
Exemplos de sensibilidade
| Instrumento | Cálculo | Sensibilidade |
|---|---|---|
| Pt100 entre 0 e 100 °C | (138,51 − 100,00) Ω / 100 °C | ≈ 0,385 Ω/°C |
| Termopar tipo K entre 0 e 100 °C | 4,096 mV / 100 °C | ≈ 41 µV/°C |
| Transmissor de 0 a 10 bar, saída 4 a 20 mA | 16 mA / 10 bar | 1,6 mA/bar |
A sensibilidade pode depender do valor da grandeza. A do termopar tipo K fica perto de 41 µV/°C em boa parte da faixa, mas cai bastante abaixo de 0 °C, e a do Pt100 diminui um pouco à medida que a temperatura sobe. Quando ela muda ao longo da faixa, a curva de resposta deixa de ser reta, e o assunto passa a ser linearidade.
Sensibilidade, resolução e a cadeia de medição
A sensibilidade do sensor e a resolução do indicador trabalham juntas. Dois casos comuns numa caldeira ou num pasteurizador:
- Um Pt100 lido por um multímetro com resolução de 0,01 Ω enxerga variações de cerca de 0,01/0,385 ≈ 0,026 °C.
- Um termopar tipo K lido com resolução de 1 µV enxerga cerca de 1/41 ≈ 0,024 °C. Na mesma conta fica claro por que termopar sofre mais com ruído elétrico: 10 µV de interferência já são uns 0,24 °C.
Em transmissores, a sensibilidade corresponde ao ganho, ou span. Um erro de sensibilidade aparece como erro que cresce ao longo da faixa e se corrige com ajuste de span, diferente do erro de zero, que desloca a curva toda por igual.
Erros comuns
Tratar sensibilidade alta como sinônimo de instrumento melhor. Um sensor muito sensível também reage mais a ruído, vibração e temperatura ambiente. Sensibilidade não diz nada sobre exatidão: o instrumento pode responder bastante e responder errado.
Usar a sensibilidade média na faixa toda. Converter uma tensão de termopar em temperatura com 41 µV/°C fixos parece razoável, mas a 600 °C o tipo K gera 24,905 mV, e a conta simples dá 24,905/0,041 ≈ 607 °C: 7 °C de erro sem nenhum defeito no sensor. Para isso existem as tabelas de referência de cada tipo de termopar.
Confundir com o coeficiente de sensibilidade. O coeficiente de sensibilidade do GUM é a derivada parcial do modelo de medição em relação a cada entrada. Ele usa a mesma ideia de razão entre variações, mas serve para levar cada componente de incerteza para a unidade do resultado, não para descrever o instrumento.
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