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Quais são as principais medidas relacionadas a tempo?

A medição de tempo inclui intervalo, período e frequência, cada um vital para diversas aplicações como comunicação e astronomia, sincronizados globalmente pelo UTC via NTP.

O parâmetro tempo está presente na vida das pessoas de diversas formas: tempo para se deslocar de casa ao trabalho, tempo de descanso, tempo de espera etc. Na indústria, o tempo está diretamente relacionado à qualidade dos produtos e à eficiência dos processos. Há grandezas relacionadas intrinsecamente ao tempo, cada uma com suas aplicações e métodos de medição.

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A seguir, apresentamos algumas dessas medidas.
Intervalo de tempo é o tempo decorrido em um evento definido, não necessariamente de caráter periódico. Este tipo de medição ocorre em casos diversos como: o tempo de polpação da madeira em um sistema batch e a medida de largura de pulso de um bit, presente em um sinal digital. A medida de intervalo de tempo pode ser realizada por meio de diversos equipamentos, sendo o cronômetro um dos mais utilizados. No entanto, o cronometro não se aplica para medidas de tempo inferiores a 1 segundo, sendo o contador universal um equipamento com melhor exatidão (Figura 1)

Período é um tipo especial de intervalo de tempo, que indica o tempo transcorrido entre dois eventos definidos em um sinal periódico, onde esses eventos ocorrem sempre em intervalos de tempo regulares. Por exemplo, o tempo entre os dois pontos de máxima amplitude em um sinal senoidal. O equipamento comumente utilizado para a medição do período é o osciloscópio, sendo que os mais modernos apresentam medidas automáticas e inclusive, possibilitam a conversão para outras unidades (Figura 2).

Frequência é a grandeza física que indica a quantidade de eventos periódicos ocorrida em uma dada unidade de tempo, usualmente expressa em hertz (Hz). Por exemplo, dizer que as redes de alimentação possuem frequência de 60 Hz, significa dizer que a senoide do sinal elétrico se repete 60 vezes a cada 1 segundo. A medição de frequência é necessária em diversas aplicações. Em sistemas de comunicação sem fio, esta medição é crucial para garantir que os sinais sejam transmitidos sem que haja interferência, já que o espectro eletromagnético é limitado. Também, é a partir da frequência que se obtém a taxa de transmissão em sistemas digitais, usualmente definida em bits por segundo.

Embora frequência e período estejam intimamente relacionados, podendo causar a impressão que ambas as grandezas possuem a mesma importância, de fato, cada uma delas pode oferecer informações diferentes para o diagnóstico de um sinal. Medidas de jitter (variações aleatórias no intervalo de tempo entre chegadas de pacotes de dados digitais) são normalmente obtidas por meio de osciloscópios no domínio do tempo. Por outro lado, analisadores de espectro (Figura 3) são ideais para medições de distorção harmônica, facilmente obtidas no domínio da frequência.

A escala de tempo é também um tipo de medição de intervalo de tempo. Porém, é baseada em fenômenos astronômicos. Tempo Universal (UT), por exemplo, é definido como o tempo médio solar no meridiano de Greenwich, sendo frequentemente expresso em horas, minutos e segundos. O Tempo Universal é calculado com base na rotação da Terra em torno de seu eixo e é ajustado periodicamente para levar em conta as irregularidades na velocidade de rotação da Terra.

O Tempo Universal é uma referência importante para a astronomia e outras áreas da ciência que dependem de medições exatas de tempo. No entanto, ele é menos utilizado em aplicações cotidianas do que outras escalas de tempo, tal como o Tempo Universal Coordenado (UTC), que é utilizado como referência para harmonizar os relógios do mundo todo, a partir de relógios atômicos e ajustado periodicamente para manter uma diferença constante em relação ao Tempo Universal (UT).

Atualmente, o UTC é propagado pela Internet por meio de uma rede de servidores de tempo distribuídos globalmente, conhecida como NTP (Network Time Protocol). Os servidores da NTP sincronizam seus relógios com fontes exatas de tempo, como os relógios atômicos mantidos pelo Bureau International des Poids et Mesures1 e, em seguida, fornecem o tempo exato para outros dispositivos em toda a rede.

Os dispositivos clientes, como computadores e smartphones, podem sincronizar seus relógios com os servidores NTP, permitindo que operem com a hora correta. Essa sincronização exata do tempo é essencial para muitos sistemas e aplicativos do mundo globalizado de hoje em dia, incluindo sistemas de comunicação, transações financeiras, operações de infraestrutura crítica e muito mais.

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