tutoria tópicos complementares de engenharia da produção mecânica
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ANHANGUERA EDUCACIONAL
ANA CAROLINA DA SILVA BITTENCOURT DOS SANTOS
0870003
TUTORIA EM:
Tópicos Complementares de Engenharia da Produção Mecânica
Odair Assis
TAUBATÉ
2013
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO....................................................................................................15
2 METROLOGIA E CALIBRAÇÃO.........................................................................16
3 DEFINIÇÃO DE CALIBRAÇÃO...........................................................................18
3.1 PERIDIOCIDADE DA CALIBRAÇÃO................................................................19
4 PROCESSO DE CALIBRAÇÃO..........................................................................21
4.1 Tipos de Calibração..........................................................................................224.1.1 Calibração Direta..........................................................................................224.1.2 Calibração Indireta........................................................................................23
4.2 RBC – Rede Brasileira de Calibração...............................................................234.2.1 Certificado de Calibração.............................................................................244.2.2 Padrões de Calibração e Rastreabilidade....................................................254.2.3 Rastreabilidade.............................................................................................25
5 MEDIÇÕES.........................................................................................................26
5.1 Erros de Medição..............................................................................................26
5.2 Fontes de Erros.................................................................................................27
5.3 Correção de Erros.............................................................................................27
5.4 Resolução.........................................................................................................28
5.5 Histerese...........................................................................................................28
5.6 Exatidão............................................................................................................28
5.7 Exatidão do Instrumento de Medição................................................................28
5.8 Incerteza de Medição........................................................................................28
5.9 Desvio...............................................................................................................28
6 INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO........................................................................29
6.1 Características dos Instrumentos de Medição..................................................316.1.1 Faixa Nominal...............................................................................................316.1.2 Amplitude da Faixa Nominal (Span).............................................................31
6.1.3 Valor nominal................................................................................................326.1.4 Faixa de Medição e Faixa de Trabalho........................................................326.1.5 Condições de Utilização...............................................................................326.1.6 Condições Limites........................................................................................326.1.7 Condições de Referência.............................................................................336.1.8 Constante do Instrumento............................................................................336.1.9 Característica de Resposta..........................................................................336.1.10 Sensibilidade................................................................................................336.1.11 Limiar de Mobilidade.....................................................................................346.1.12 Resolução (de um Dispositivo Mostrador)....................................................346.1.13 Zona Morta...................................................................................................346.1.14 Estabilidade..................................................................................................346.1.15 Neutralidade.................................................................................................346.1.16 Deriva...........................................................................................................346.1.17 Tempo de Resposta.....................................................................................356.1.18 Exatidão do Instrumento de Medição...........................................................356.1.19 Classe de Exatidão.......................................................................................356.1.20 Erro de Indicação do Instrumento de Medição.............................................356.1.21 Erros Máximos Admissíveis do Instrumento de Medição.............................356.1.22 Erro no Ponto de Controle do Instrumento de Medição................................356.1.23 Erro no Zero do Instrumento de Medição....................................................366.1.24 Erro Intrínseco do Instrumento de Medição..................................................366.1.25 Tendência do Instrumento de Medição........................................................366.1.26 Isenção de tendência do Instrumento de Medição.......................................366.1.27 Repetitividade do Instrumento de Medição...................................................36
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................37
15
1 INTRODUÇÃO
A Calibração de acordo com o Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM)
(4), aprovado pela portaria INMETRO 029, de 10/03/95, calibração é o conjunto de
operações que estabelece, sob condições específicas, a relação entre os valores
indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição ou valores
representados por uma medida materializada ou um material de referência, e os
valores correspondentes das grandezas estabelecidas por padrões. As observações
constantes na referida definição (item 6.11 do VIM) também esclarecem que o
resultado da calibração permite estabelecer os valores dos mensurandos,
determinar as correções a serem feitas ou determinar outras propriedades ou efeitos
de grandezas de influência. Através da calibração, fica estabelecido o link entre os
resultados da medição executadas em um dado processo às suas respectivas
definições no SI ou à referências nacionais ou internacionais (rastreabilidade). Neste
contexto, fica evidenciada a importância do adequado controle metrológico dos
equipamentos e instrumentos no âmbito do Sistema da Qualidade de qualquer
atividade cujos resultados das medições afetem direta ou indiretamente a qualidade
do produto, processo ou serviço.
A norma ABNT NBR ISO 10012 (Sistemas de Gestão da Medição –
Requisitos para os processos de medição e equipamentos de medição) recomenda
que os processos de medição sejam considerados como processos específicos que
objetivem dar suporte à qualidade dos produtos produzidos pela organização. Os
requisitos estabelecidos na citada norma servem de base para o cumprimento dos
requisitos para medições e controle do processo de medição especificado em outras
normas, por exemplo, a ABNT NBR ISO 9001:2000, subseção 7.6, e ABNT NBR ISO
14001:1996, subseção 4.5.1. No entanto, a norma 10012 não substitui ou
complementa requisitos relativos à calibração de equipamentos contidos na ABNT
NBR ISO/IEC 17025.
Dentro de uma visão genérica, Processo de Comprovação Metrológica
compreende quatro sub-processos: identificação dos equipamentos e mensurandos
a serem objeto de controle, levantamento de provedores com adequadas relações
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de incerteza e que atendam aos respectivos requisitos, adequação dos
procedimentos de calibração e a definição do adequado ciclo de calibração.
2 METROLOGIA E CALIBRAÇÃO
A definição formal de metrologia, palavra de origem grega (metron: medida;
logos: ciência), e de outros termos gerais pode ser encontrada no Vocabulário
Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia - VIM.
O resultado de uma medição é, em geral, uma estimativa do valor do objeto
da medição. Desta forma a apresentação do resultado é completo somente quando
acompanhado por uma quantidade que declara sua incerteza, ou seja, a dúvida
ainda existente no processo de medição.
Do ponto de vista técnico, quando realizamos uma medição esperamos que
ela tenha exatidão (mais próxima do valor verdadeiro) e que apresente as
características de repetitividade (concordância entre os resultados de medições
sucessivas efetuadas sob as mesmas condições) e reprodutibilidade (concordância
entre os resultados das medições efetuadas sob condições variadas).
Também é necessário termos unidades de medidas definidas e aceitas
convencionalmente por todos. O Brasil segue as diretrizes
da Conferência Geral de Pesos e Medidas e adota as unidades definidas no SI -
Sistema Internacional de Unidades - como padrão para as medições.
Apesar de todos os cuidados quando realizamos uma medida poderá ainda
surgir uma dúvida de qual é o valor correto. Neste instante, é necessário recorrer a
um padrão de medição.
Um padrão pode ser uma medida materializada, instrumento de medição,
material de referência ou sistema de medição destinado a definir, realizar, conservar
ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma grandeza para servir
como referência.
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Para a garantia da confiabilidade das medições é imprescindível a realização
de um processo de comparação com os padrões, processo este chamado de
calibração.
A calibração é uma oportunidade de aprimoramento constante e proporciona
algumas vantagens:
redução na variação das especificações técnicas dos produtos:
produtos mais uniformes representam uma vantagem competitiva em
relação aos concorrentes;
prevenção dos defeitos: a redução de perdas pela pronta detecção
de desvios no processo produtivo evita o desperdício e a produção de
rejeitos;
compatibilidade das medições: quando as calibrações possuem
rastreabilidade aos padrões nacionais e internacionais asseguram
atendimento aos requisitos de desempenho.
Um processo produtivo deve estar, sempre que possível, fundamentado
em normas técnicas, procedimentos e/ou especificações, visando a obtenção de
produtos que satisfaçam às necessidades do mercado consumidor.
Para que isto ocorra dentro dos limites planejados, são realizadas medições
das características das matérias-primas, das variáveis do produto em transformação
e das diversas etapas do processo.
Sem a comprovação metrológica não há como garantir a confiabilidade dos
dados referentes ao controle das características que determinam a qualidade do
produto. Sua ausência, portanto, é por si só razão suficiente para gerar descrédito
no sistema de informação da qualidade da organização.
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3 DEFINIÇÃO DE CALIBRAÇÃO
A norma ABNT NBR ISO 9001:2000 recomenda o emprego da norma ABNT
NBR ISO/IEC 10012 como orientação no controle de dispositivos de medição e
monitoramento. Por sua vez, esta última norma recomenda que o esforço dedicado
ao controle do processo de medição seja compatível com a importância das
medições para a qualidade do produto final da organização. A norma ABNT NBR
ISO/IEC 17025 estabelece que deverá ser calibrado todo equipamento utilizado em
ensaios e/ou calibrações (incluindo equipamentos de medições auxiliares, por
exemplo, de condições ambientais), e que tenha efeito significativo sobre a exatidão
ou validade do resultado do ensaio.
O documento MTRL (U.S. Navy Metrology Requirements List - Lista de
Requerimentos de Metrologia Naval Americano) sugere algumas justificativas úteis
para caracterizar instrumentos que não necessitam de calibrações periódicas:
O instrumento não faz medições ou fornece saídas conhecidas;
O instrumento é usado como um dispositivo de transferência cuja
medição ou valor de saída não é explicitamente usada;
O instrumento é um componente de um sistema ou função
calibrada como tal;
O instrumento é seguro à falha, tal que a operação fora dos limites
especificados de performance será evidente ao usuário;
O instrumento faz medições ou fornece saídas conhecidas, as
quais são monitoradas, durante o uso, por dispositivo, medidor ou escala
devidamente calibrada;
O instrumento faz medições que são requeridas mais para suprir
uma mera indicação de condição operacional do que um valor numérico;
O instrumento é descartado após um curto ciclo de vida, dentro do
qual a confiabilidade de suas medições permanecerá em um nível
aceitável;e
Padrões fundamentais.
Estes instrumentos, normalmente classificados como Calibração Periódica
Não Requerida (CPNR), são isentos de calibração periódica, mas podem,
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eventualmente, requerer calibração ou ajustes iniciais quando de sua colocação em
uso. É bom destacar que a designação CPNR não deve ser confundida com a
designação Calibração Não Requerida (CNR), no qual o dispositivo é isento de
qualquer tipo de controle metrológico.
3.1 PERIDIOCIDADE DA CALIBRAÇÃO
Conforme discutido anteriormente, diversas normas estabelecem, como
requisito, a calibração de equipamentos de teste e medição (ET&M) em intervalos
adequados, não sendo definido o conceito de “intervalos adequado”.
A sustentação para uma análise estatística de intervalos fundamentada na
teoria da confiabilidade pode ser encontrada na normas, uma delas é a americana
U.S. Department of Defense MIL-STD- 45662 A, publicada em agosto de 1988, que
estabelece:
“Equipamentos de Teste e Medição (ET&M) e
padrões de Medição devem ser calibrados a
intervalos periódicos, estabelecidos e mantidos
para garantir exatidão e confiabilidade aceitáveis,
onde confiabilidade é definida como a
probabilidade que o ET&M e o padrão de medição
manter-se-ão dentro da tolerância através do
intervalo estabelecido. Intervalos deverão ser
reduzidos ou poderão ser ampliados... quando os
resultados de calibrações prévias indicam que tais
ações são adequadas para assegurar o nível de
confiabilidade aceitável....”.
Tradicionalmente, a periodicidade de calibração tem sido estabelecida por
métodos informais ou práticos de estimação, normalmente fixa. O estabelecimento
de intervalos a partir da teoria da confiabilidade aporta uma série de modelos de
inferência estatística, envolvendo distribuições normais, de Poisson, teste Chi-
quadrado, análise de Weibull e estatística Bayesiana.
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Confiabilidade é a probabilidade que um dado produto, sistema ou ação irá
obter performance satisfatório, sob condições ambientais especificadas e por um
período de tempo prescrito, ou para o número de ciclos de operação requerido para
a sua missão ou tarefa. Confiabilidade envolve três conceitos distintos:
1. Enquadramento em um nível específico de performance
2. Probabilidade de obtenção daquele nível
3. Manutenção daquele nível por um determinado tempo
Para análise de intervalos de calibração, o termo confiabilidade refere-se à
probabilidade que um item de ET&M ou parâmetro esteja dentro da tolerância.
Genericamente falando, um intervalo ótimo de calibração é aquele que
maximiza a periodicidade, minimizando os custos de calibração e de perdas por
interrupção, sem afetar a confiabilidade do produto, sistema, processo ou ação
associada à Unidade a ser calibrada.
Sob o ponto de vista prático, a calibração periódica não previne a ocorrência
de uso de equipamentos fora de tolerância. Embora seja virtualmente impossível
prever o período de tempo no qual haverá a transição de um item da condição
“dentro das especificações” para “fora das especificações”, tem se buscado, na
prática, encontrar um intervalo de tempo entre calibrações que mantenha a
percentagem de itens em uso, em um nível aceitável de confiança que assegure sua
opção dentro das especificações ou tolerâncias.
Nos últimos anos, diversos métodos tem sido propostos para controlar
percentuais de equipamentos “dentro das especificações”, empregando sofisticadas
técnicas estatísticas para associar estes resultados à periodicidade de calibração.
Também foram publicados diversos algoritmos de decisão para ajustar
intervalos de calibração em função das condições (dentro ou não da tolerância)
observadas durante a calibração. De uma maneira geral, estes métodos consistem
de instruções, fórmulas e tabelas para aumentar, manter ou reduzir a periodicidade
da calibração.
Embora sejam relativamente simples de aplicar e de baixo custo de
implementação, os métodos algorítmicos apresentam algumas limitações que devem
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ser consideradas, sendo a principal delas a necessidade de considerável tempo
acumulado de históricos de calibração para serem mais efetivos e confiáveis.
Existem diversos métodos algorítmicos propostos na literatura, grupados
em: “métodos reativos – aqueles nos quais os ajustes nos intervalos de calibração
são feitos em resposta aos dados recentes de calibração, sem relevar modelos de
predição ou medidas de confiabilidade e métodos clássicos – onde o enfoque está
na estimativa no tempo em que ocorrerá uma condição de “fora da tolerância”.
Embora os métodos clássicos sejam mais robustos, os métodos reativos
são de mais fácil aplicabilidade prática. Existe também diversos softwares
comercialmente disponíveis para esta finalidade.
Para laboratórios acreditados, a periodicidade da calibração dos padrões de
referência é acordada com o avaliador técnico do INMETRO. Porém, nada impede o
laboratório de ao longo do tempo solicitar mediante a apresentação de um histórico
de calibrações o aumento dessa periodicidade. Nos intervalos definidos ele fará as
verificações intermediárias que irão manter a confiança da calibração. Essas
verificações também deverão ser realizadas nos padrões de transferência e de
trabalho do laboratório.
4 PROCESSO DE CALIBRAÇÃO
De acordo com a norma ABNT NBR ISO/IEC 17025, quando forem utilizados
serviços externos de calibração, a rastreabilidade da medição deve ser assegurada
pela utilização de serviços de calibração de laboratórios que possam demonstrar
competência, capacidade de medição e rastreabilidade. Como a acreditação é o
reconhecimento formal da competência de um laboratório de calibração ou ensaio,
para efeito de laboratórios acreditados pelo INMETRO é obrigatório a utilização dos
serviços da RBC (Rede Brasileira de Calibração). Outro aspecto importante é
verificar se a melhor capacidade de medição do laboratório a ser contratado é
compatível com as características metrológicas do equipamento de medição objeto
de controle metrológico. É bom destacar que comprovação metrológica compreende
a calibração e a verificação do equipamento de medição, entendendo-se como
verificação a comparação dos resultados da calibração com as características
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metrológicas especificadas para os equipamentos, que devem ser adequadas para
seu uso pretendido. De acordo com a norma ABNT NBR ISO/IEC 10012 cita como
exemplos de características metrológicas para equipamentos de medição a faixa,
tendência, repetitividade, estabilidade, histerese, variações, efeitos de grandezas de
influência, resolução, discriminação, erro e faixa morta. Recomenda-se que sejam
evitadas sentenças qualitativas das características metrológicas em termos de
“exatidão requerida do equipamento de medição” ou “erro máximo admissível”.
Embora os laboratórios acreditados(ou credenciados) no âmbito da norma ABNT
NBR ISO/IEC 17025 tenham seus procedimentos técnicos avaliados, a sua melhor
capacidade de medição será definida principalmente pelos padrões de referência por
ele utilizados, assim sendo, eles podem não ser suficientemente abrangentes para
que seja assegurado que as incertezas de medição e/ou os erros do equipamento
de medição estejam dentro dos limites especificados nos requisitos metrológicos.
Desta forma, é fundamental que o laboratório pesquise no site do INMETRO entre
os laboratórios acreditados quais atendem as suas necessidades.
4.1 Tipos de Calibração
4.1.1 Calibração Direta
Na Calibração Direta, a grandeza padrão de entrada é aplicada diretamente
ao Sistema de Medição a Calibrar e as medidas são comparadas com os valores
padrão.
Observe abaixo, a figura esquemática sobre Calibração Direta:
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4.1.2 Calibração Indireta
A grandeza que se deseja medir é fornecida por um meio externo (Gerador
de Grandeza), que atua simultaneamente no sistema de Medição em Calibração e
no Sistema de Medição Padrão. Os resultados do Sistema de Medição em
Calibração são comparados com os do Sistema de Medição Padrão (considerados
como verdadeiros). Dessa forma, os erros podem ser determinados e as correções
efetuadas.
Observe abaixo, a figura esquemática sobre Calibração Direta:
4.2 RBC – Rede Brasileira de Calibração
A Rede Brasileira de Calibração – RBC é formada por laboratórios
credenciados pelo INMETRO e constitui o elo de ligação entre as comunidades
industrial, tecnológica e científica. A figura abaixo mostra a rede parcialmente:
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Um laboratório para ser credencado deve satisfazer e manter uma série de
requisitos de credibilidade no que se refere á qualidade dos serviços a serem
prestados. A avaliação desta credibilidade é feita por técnicos do INMETRO de
acordo com normas pré-estabelecidas.
O contrato vigora por 24 meses, podendo ser prorrogado. Durante a
vigência do contrato, o INMETRO realiza, em princípio, duas auditorias por ano para
verificar se as condições que deram origem ao credenciamento estão sendo
mantidas.
4.2.1 Certificado de Calibração
Deve ser realizado um registro individual de leituras para cada escala do
instrumento que será calibrada. O preenchimento completo da planilha de leituras,
com os valores efetivamente encontrados durante a calibração, é muito importante
para uma verificação do processo de validação do instrumento. O resultado de uma
calibração permite afirmar se o instrumento satisfaz ou não as condições
previamente fixadas, o que autoriza ou não sua utilização em serviço. Ele se traduz
por um documento chamado Certificado de Calibração.
O Certificado de Calibração Apresenta alguns aspectos importantes:
Indica a data de realização e o responsável pela calibração;
Permite comparar os erros encontrados com os erros máximos
tolerados previamente definidos;
Orienta um parecer aprovando ou não a utilização do instrumento
nas condições atuais. A rejeição do instrumento implica encaminhá-lo
para a manutenção ou substituí-lo por um novo. A empresa não deve
utilizar um instrumento que não apresenta condições mínimas de
trabalho, pois isto acarretará custos adicionais, retrabalho e,
possivelmente, descrédito perante o consumidor.
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4.2.2 Padrões de Calibração e Rastreabilidade
Os padrões de medição podem ser distribuídos e classificados conforme
apresentação gráfica na “Pirâmide Hierárquica” abaixo:
Padrão Internacional: padrão reconhecido por um acordo internacional para servir como base para o estabelecimento de valores a outros padrões a que se refere. Padrão Nacional: padrão reconhecido por uma decisão nacional para servir como base para o estabelecimento de valores a outros padrões a que se refere. Padrão de referência: Padrão com a mais alta qualidade metrológica disponível em um local, a partir do qual as medições executadas são derivadas. Padrão de referência da RBC – Rede Brasileira de Calibração (conjunto de laboratórios credenciados pelo INMETRO para realizar serviços de calibração): padrões que devem ser calibrados pelos padrões nacionais. Padrão de referência de usuários: encontrado nas indústrias, centros de pesquisas, universidades e outros usuários. Esses padrões devem ser calibrados pelos padrões de referência da RBC. Padrão de trabalho: padrão utilizado rotineiramente na indústria e em laboratórios para calibrar instrumentos de medição.
4.2.3 Rastreabilidade
É a propriedade de um resultado de uma medição poder referenciar-se a padrões apropriados, nacionais ou internacionais, por meio de uma cadeia contínua de comparações, todas tendo incertezas estabelecidas.
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5 MEDIÇÕES
A medida é o valor correspondente ao valor momentâneo da grandeza a
medir no instante da leitura. A leitura é obtida pela aplicação dos parâmetros do
sistema de medição à leitura e é expressa por um número acompanhado da unidade
da grandeza a medir.
5.1 Erros de Medição
Por razões diversas, toda medição pode apresentar erro. O erro de uma
medida é dado pela equação:
E = M – VV
Onde:
E = Erro
M = Medida
VV = Valor verdadeiro
Os principais tipos de erro de medida são:
Erro Sistemático: é a média que resultaria de um infinito número de
medições do mesmo mensurando, efetuadas sob condições de
repetitividade, menos o valor verdadeiro do mensurando.
Erro Aleatório: resultado de uma medição menos a média que
resultaria de um infinito número de medições do mesmo mensurando,
efetuadas sob condições de repetitividade. O erro aleatório é igual ao erro
sistemático.
Erro grosseiro: pode ocorrer de leitura errônea, de operação
indevida ou de dano no sistema de medida. Seu valor é totalmente
imprevisível, podendo seu aparecimento ser minimizado no caso de
serem feitas, periodicamente, aferições e calibrações dos instrumentos.
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5.2 Fontes de Erros
Um erro pode decorrer do sistema de medição e do operador, sendo muitas
as possíveis causas. O comportamento metrológico do sistema de medição é
influenciado por perturbações externas e internas.
Fatores externos podem provocar erros, alterando diretamente o
comportamento do sistema de medição ou agindo diretamente sobre a grandeza a
medir. O fator mais crítico, de modo geral, é a variação da temperatura ambiente.
Essa variação provoca, por exemplo, dilatação das escalas dos instrumentos de
medição do comprimento, do mesmo modo que age sobre a grandeza de medir, isso
é, sobre o comprimento de uma peça que será medida.
A variação da temperatura pode, também, ser causada por fator interno.
Exemplo típico é o da não estabilidade dos sistemas elétricos de medição, num
determinado tempo, após serem ligados. É necessário aguardar a estabilização
térmica dos instrumentos / equipamentos para reduzir os efeitos da temperatura.
5.3 Correção de Erros
É o valor adicionado algebricamente ao resultado não corrigido de uma
medição, para compensar um erro sistemático. Sabendo que determinada leitura
contém um erro sistemático de valor conhecido, é oportuno, muitas vezes, eliminar o
erro pela correção C, adicionada a leitura.
Lc = L + C
Onde:
C = Correção
L = Leitura
Lc = Leitura corrigida
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5.4 Resolução
É a menor variação da grandeza a medir que pode ser indicada ou
registrada pelo sistema de medição.
5.5 Histerese
É a diferença entre a leitura/medida para um dado valor da grandeza a
medir, quando essa grandeza foi atingida por valores crescentes, e a leitura/medida,
quando atingida por valores decrescentes da grandeza a medir. O valor poderá ser
diferente, conforme o ciclo de carregamento e descarregamento, típico dos
instrumentos mecânicos, tendo como fonte de erro, principalmente folgas e
deformações, associados ao atrito.
5.6 Exatidão
É o grau de concordância entre o resultado de uma medição e o valor
verdadeiro do mensurando.
5.7 Exatidão do Instrumento de Medição
É a aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um
valor verdadeiro. Exatidão é um conceito qualitativo.
5.8 Incerteza de Medição
Parâmetro associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a
dispersão dos valores que podem ser fundamentalmente atribuídos a um
mensurando.
5.9 Desvio
Valor registrado menos seu valor de referência.
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6 INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO
O dispositivo utilizado para uma medição, sozinho ou em conjunto com
dispositivos complementares, é considerado Instrumentos de Medição, abaixo segue
a relação destes definidos acima:
Medida Materializada – Dispositivo destinado a reproduzir ou
fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores
conhecidos de uma dada grandeza;
Transdutor de Medição – Dispositivo que fornece uma grandeza de
saída que tem uma correlação determinada com a grandeza de entrada;
Cadeia de Medição – Sequência de elementos de um instrumento
ou sistema de medição, que constitui o trajeto do sinal de medição desde
o estímulo até a resposta;
Sistema de Medição – Conjunto completo de instrumentos de
medição e outros equipamentos acoplados para executar uma medição
específica;
Instrumento de Medição Indicador/Mostrador – Instrumento de
medição que apresenta uma indicação;
Instrumento de Medição Registrador – Instrumento de medição que
fornece um registro da indicação;
Instrumento de Medição Totalizador – Instrumento de medição que
determina o valor de um mensurando por meio da soma dos valores
parciais desta grandeza, obtidos simultânea ou consecutivamente, de
uma ou mais fontes;
Instrumento de Medição Integrador – Instrumento de medição que
determina o valor de um mensurando por integração de uma grandeza em
função de uma outra;
Instrumento de Medição e Indicação Analógico – Instrumento de
medição no qual o sinal de saída ou a indicação é uma função contínua
do mensurando ou do sinal de entrada;
Instrumento de Medição e Indicação Digital – Instrumento de
medição que fornece um sinal de saída ou uma indicação em forma
digital.
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Dispositivo Mostrador/Indicador – Parte de um instrumento de
medição, que apresenta uma indicação;
Dispositivo Registrador – Parte de um instrumento de medição que
fornece o registro de uma indicação;
Sensor – Elemento de um instrumento de medição ou de uma
cadeia de medição que é diretamente afetado pelo mensurando;
Detector – Dispositivo ou substância que indica a presença de um
fenômeno sem necessariamente fornecer um valor de uma grandeza
associada;
Índice – Parte fixa ou móvel de um dispositivo mostrador cuja
posição em relação às marcas de escala permite determinar um valor
indicado;
Escala do Instrumento de Medição – Conjunto ordenado de
marcas, associado a qualquer numeração, que faz parte de um dispositivo
mostrador de um instrumento de medição;
Faixa de indicação (Range) – Conjunto de valores limitados pelas
indicações extremas;
Divisão de Escala – Parte de uma escala compreendida entre duas
marcas sucessivas quaisquer;
Comprimento de Uma Divisão - Distancia entre duas marcas
sucessivas quaisquer, medidas ao longo da linha do comprimento de
escala;
Valor de Uma Divisão – Diferença entre os valores da escala
correspondentes a duas marcas sucessivas;
Escala Linear – Escala na qual cada comprimento de uma divisão
está relacionado com o valor de uma divisão correspondente, por um
coeficiente de proporcionalidade constante ao longo da escala;
Escala Não-linear – Escala na qual cada comprimento de uma
divisão está relacionado com o valor de uma divisão correspondente, por
um coeficiente de proporcionalidade que não é constante ao longo da
escala;
Escala com Zero Suprimido – Escala cuja faixa de indicação não
inclui o valor zero;
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Escala Expandida – Escala na qual parte da faixa de indicação
ocupa um comprimento da escala que é desproporcionalmente maior do
que outras partes;
Mostrador (Dial) - Parte fixa ou móvel de um dispositivo mostrador
no qual estão a ou as escalas;
Numeração da Escala – Conjunto ordenado de números
associados às marcas da escala;
Marcação da Escala do Instrumento de Medição - Operação de
fixar as posições das marcas da escala de um instrumento de medição
(em alguns casos apenas certas marcas principais) em relação aos
valores correspondentes do mensurando;
Ajuste do Instrumento de Medição – Operação destinada a fazer
com que um instrumento de medição tenha desempenho compatível com
o seu uso; e
Regulagem do Instrumento de Medição – Ajuste, empregando
somente os recursos disponíveis no instrumento para o usuário.
6.1 Características dos Instrumentos de Medição
6.1.1 Faixa Nominal
Faixa de indicação que se pode obter em uma posição específica dos
controles de um instrumento de medição.
Observações: faixa nominal é normalmente definida em termos de seus
limites inferior e superior, por exemplo, 100 a 200º C. Quando o limite inferior é zero,
a faixa nominal é definida unicamente em termos do limite superior, por exemplo, a
faixa nominal de 0 V a 100 V é expressa como "100 V".
6.1.2 Amplitude da Faixa Nominal (Span)
Diferença, em módulo, entre os dois limites de uma faixa nominal.
Exemplo: Para uma faixa nominal de -10V a +10 V a amplitude da faixa
nominal é 20 V.
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6.1.3 Valor nominal
Valor arredondado ou aproximado de uma característica de um instrumento
de medição que auxilia na sua utilização.
6.1.4 Faixa de Medição e Faixa de Trabalho
Conjunto de valores de um mensurando para o qual admite-se que o erro de
um instrumento de medição mantém-se dentro dos limites especificados.
Observações: o "erro" é determinado em relação a um valor verdadeiro
convencional.
6.1.5 Condições de Utilização
Condições de uso para as quais as características metrológicas
especificadas de um instrumento de medição mantém-se dentro de limites
especificados.
6.1.6 Condições Limites
Condições extremas nas quais um instrumento de medição resiste sem
danos e degradação das características metrológicas especificadas, as quais são
mantidas nas condições de funcionamento em utilizações subsequentes.
Observações: as condições limites para armazenagem, transporte e
operação podem ser diferentes.
6.1.7 Condições de Referência
Condições de uso prescritas para ensaio de desempenho de um
instrumento de medição ou para intercomparação de resultados de medições.
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Observação: as condições de referência geralmente incluem os valores de
referência ou as faixas de referência para as grandezas de influência que afetam o
instrumento de medição.
6.1.8 Constante do Instrumento
Fator pelo qual a indicação direta de um instrumento de medição deve ser
multiplicada para obter-se o valor indicado do mensurando ou de uma grandeza
utilizada no cálculo do valor do mensurando.
Observações: instrumentos de medição com diversas faixas com um único
mostrador, têm várias constantes que correspondem, por exemplo, a diferentes
posições de um mecanismo seletor; e quando a constante for igual a um, ela
geralmente não é indicada no instrumento.
6.1.9 Característica de Resposta
Relação entre um estímulo e a resposta correspondente, sob condições
definidas.
6.1.10 Sensibilidade
Variação da resposta de um instrumento de medição dividida pela
correspondente variação do estímulo.
6.1.11 Limiar de Mobilidade
Maior variação no estímulo que não produz variação detectável na resposta
de um instrumento de medição, sendo a variação no sinal de entrada lenta e
uniforme.
34
6.1.12 Resolução (de um Dispositivo Mostrador)
Menor diferença entre indicações de um dispositivo mostrador que pode ser
significativamente percebida.
6.1.13 Zona Morta
Intervalo máximo no qual um estmulo pode variar em ambos os sentidos
sem produzir variação na resposta de um instrumento de medição.´
6.1.14 Estabilidade
Aptidão de um instrumento de medição em conservar constantes suas
características metrológicas ao longo do tempo.
6.1.15 Neutralidade
Aptidão de um instrumento de medição em não alterar o valor do
mensurando.
6.1.16 Deriva
Variação lenta de uma característica metrológica de um instrumento de
medição. Exemplo: variação na sensibilidade com o passar dos anos.
6.1.17 Tempo de Resposta
Intervalo de tempo entre o instante em que um estímulo é submetido a uma
variação brusca e o instante em que a resposta atinge e permanece dentro de
limites especificados em torno do seu valor final estável.
35
6.1.18 Exatidão do Instrumento de Medição
Aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um
valor verdadeiro.
6.1.19 Classe de Exatidão
Classe de instrumentos de medição que satisfazem a certas exigências
metrológicas destinadas a conservar os erros dentro de limites especificados.
Observação uma classe de exatidão é usualmente indicada por um número
ou símbolo adotado por convenção e denominado índice de classe.
6.1.20 Erro de Indicação do Instrumento de Medição
Indicação de um instrumento de medição menos um valor verdadeiro da
grandeza de entrada correspondente.
6.1.21 Erros Máximos Admissíveis do Instrumento de Medição
Valores extremos de um erro admissível por especificações, regulamentos,
etc para um dado instrumento de medição.
6.1.22 Erro no Ponto de Controle do Instrumento de Medição
Erro de um instrumento de medição em uma indicação especificada ou em
um valor especificado do mensurando, escolhido para controle do instrumento.
6.1.23 Erro no Zero do Instrumento de Medição
Erro no ponto de controle de um instrumento de medição para o valor zero
do mensurando.
36
6.1.24 Erro Intrínseco do Instrumento de Medição
Erro de um instrumento de medição, determinado sob condições de
referência.
6.1.25 Tendência do Instrumento de Medição
Erro sistemático da indicação de um instrumento de medição. Tendência de
um instrumento de medição é normalmente estimada pela média dos erros de
indicação de um número apropriado de medições repetidas.
6.1.26 Isenção de tendência do Instrumento de Medição
Aptidão de um instrumento de medição em dar indicações isentas de erro
sistemático.
6.1.27 Repetitividade do Instrumento de Medição
Aptidão de um instrumento de medição fornecer indicações muito próximas,
em repetidas aplicações do mesmo mensurando, sob as mesmas condições de
medição.
Estas condições incluem:
redução ao mínimo das variações devido ao observador;
mesmo procedimento de medição;
mesmo observador;
mesmo equipamento de medição, utilizado nas mesmas condições;
mesmo local;
repetições em um curto período de tempo.
37
7 CONCLUSÃO
O estabelecimento de uma adequada política de calibração não é uma atividade
trivial e requer profunda análise dos instrumentos que afetam a qualidade de um
dado processo.
Certificados de calibração, quando decorrentes de um processo metrológico
consistente e sob reconhecimento formal de aderência aos requisitos da norma
ABNT NBR ISO/IEC 17025, e não são documentos inócuos, possuindo inúmeras
informações que devem ser adequadamente interpretadas e repassadas para
determinação de desempenho de processo ou produto. A periodicidade de
calibração deve ser frequentemente reavaliada e otimizada, e entendida como um
processo estatístico, onde a fixação de intervalos fixos, normalmente sugeridos
pelos respectivos fabricantes, pode não representar a melhor relação custo /
benefício na garantia da qualidade de um dado processo.
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
< http://pt.wikipedia.org/wiki/Calibra%C3%A7%C3%A3o > Acesso em Dezembro de
2012.
<http://www.normalizacao.cni.org.br/metrologia.htm> Acesso em Dezembro de 2012.
<www.grupocalibracao.com.br/download.aspx?idAttribute=artigo>Acesso em
Dezembro de 2012.
<http://www.ipt.br/centros_tecnologicos/CMF> Acesso em Dezembro de 2012.
< http://www.ebah.com.br/content/ABAAAehr0AE/trabalho-calibracao> Acesso em Dezembro de 2012.
INMETRO - Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia - VIM – Duque de Caxias, RJ.:1995 - 52p.
SENAI/CST – Apostila de Metrologia Básica (Programa de Certificação Operacional CST/2009).