Metrologia – UFPR (slide 1) Calibração de Sistema de Medição.

Metrologia – UFPR (slide 1)

Calibração de Sistema de Calibração de Sistema de MediçãoMedição


MotivaçãoMotivação

Posso confiar no que o sistema de medição indica?

resultado da medição

definição do mensurando

procedimento de medição

condições ambientais

sistema de medição

operador

CALIBRAÇÃO


Métodos de CalibraçãoMétodos de Calibração


Calibração de uma balançaCalibração de uma balança

sistema de medição a calibrar

102,40

comparação

100,00

102,40 g

± 0,002 g

massa-padrão

100,000

CALIBRAÇÃO

DIRETA


Calibração de um bloco padrãoCalibração de um bloco padrão

-0,00025

BP a calibrar

BP dereferência

-1,237600,00000

Zerando

CALIBRAÇÃO

DIRETA

Comparação


Calibração diretaCalibração direta

VVCVVC

ISMCISMC

sistema de medição a

calibrar

padrão

comparação


Como calibrar o velocímetro de Como calibrar o velocímetro de um automóvel?um automóvel?

Alguém tem aí um “padrão de velocidade”?Alguém tem aí um “padrão de velocidade”?

comparação 80,0 km/h78,50 km/h

CALIBRAÇÃO

INDIRETA


Calibração indiretaCalibração indireta

sistema de medição a

calibrar

gerador da grandeza

sistema de medição padrão

ISMCISMC ISMP

ISMPcomparação


SM ± 0,05 mm

P ± 0,005 mm

PP ± 0,0005 mm

PPP ± 0,00005 mm

PPPP ± 0,000005 mm

1/10

1/10

1/10

1/10

definições das unidades do SI

RASTREÁVEL

RastreabilidadeRastreabilidade



É a propriedade do resultado de uma É a propriedade do resultado de uma medição, ou do valor de um padrão, medição, ou do valor de um padrão, estar relacionado a referênciasestar relacionado a referências estabelecidas, geralmente padrões estabelecidas, geralmente padrões nacionais ou internacionais, através nacionais ou internacionais, através de uma de uma cadeia contínuacadeia contínua de de comparações, todas tendo incertezas comparações, todas tendo incertezas estabelecidas.estabelecidas.



unidades do SI

padrões internacionais

padrões nacionais

padrões de referência de laboratórios de calibração

padrões de referência de laboratórios de ensaios

padrões de trabalho de laboratórios de chão de fábrica

Indústria e outros

EnsaiosCalibração

LNM

BIPM


O Sistema Metrológico O Sistema Metrológico BrasileiroBrasileiro


O sistema metrológico brasileiroO sistema metrológico brasileiro

C O N M E TR O IN M E TR O

S IN M E TR O

Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial

Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial

Órgão normativo

Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial

Órgão executivo


Áreas da metrologiaÁreas da metrologia

M etro log ia C ien tífica M etro log ia In d u s tria l M etro log ia L eg a l

IN M E TR O

Trata dos padrões de medição internacionais e nacionais, dos instrumentos laboratoriais e das pesquisas e metodologias científicas relacionadas ao mais alto nível de qualidade metrológica.

Trata da aplicação da metrologia no controle dos processos produtivos na garantia da qualidade dos produtos finais.

Trata da proteção ao consumidor em relação às unidades de medida, métodos e instrumentos de medição, de acordo com as exigências técnicas e legais obrigatórias.


INMETROINMETRO

Divisão de Metrologia Mecânica.Divisão de Metrologia Mecânica. Divisão de Metrologia Elétrica.Divisão de Metrologia Elétrica. Divisão de Metrologia Acústica, Ultra-Som e Divisão de Metrologia Acústica, Ultra-Som e

Vibração.Vibração. Divisão de Metrologia Óptica.Divisão de Metrologia Óptica. Divisão de Metrologia Térmica.Divisão de Metrologia Térmica. Divisão de Metrologia Química.Divisão de Metrologia Química. Divisão de MateriaisDivisão de Materiais Divisão de Dinâmica de FluidosDivisão de Dinâmica de Fluidos Divisão de TelecomunicaçõesDivisão de Telecomunicações Laboratório de Tempo e Freqüência vinculado ao Laboratório de Tempo e Freqüência vinculado ao

Observatório Nacional.Observatório Nacional.

Metrologia – UFPR 2010 (slide 16)

Campus do INMETROCampus do INMETRO


Rede Brasileira de CalibraçãoRede Brasileira de Calibração

Laboratórios acreditados e Laboratórios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem em seu nome, efetuarem calibrações oficiais.calibrações oficiais.

Esta rede contem hoje cerca de Esta rede contem hoje cerca de

309309 laboratórios acreditados. laboratórios acreditados. Certificados com selo do Certificados com selo do

InmetroInmetro


Rede Brasileira de Laboratórios Rede Brasileira de Laboratórios de Ensaiosde Ensaios

Laboratórios acreditados e coordenados Laboratórios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem certificação de conformidade, isto é, certificação de conformidade, isto é, verificar a condição de um produto atender verificar a condição de um produto atender aos requisitos de uma norma, especificação aos requisitos de uma norma, especificação ou regulamento técnico, nacional ou ou regulamento técnico, nacional ou internacional.internacional.

Esta rede contem hoje cerca de Esta rede contem hoje cerca de 534534 laboratórios acreditados.laboratórios acreditados.

O Brasil necessita cerca de 1000 para O Brasil necessita cerca de 1000 para atender a atual demanda.atender a atual demanda.


Rede Brasileira de Metrologia Rede Brasileira de Metrologia Legal e Qualidade - InmetroLegal e Qualidade - Inmetro

A RBMLQ-I é o braço executivo do Inmetro em todo o território brasileiro, executando as verificações e inspeções relativas aos instrumentos de medição e às medidas materializadas regulamentadas, e o controle da exatidão das indicações quantitativas dos produtos pré-medidos, de acordo com a legislação em vigor.



A Rede é composta por 26 órgãos metrológicos regionais, sendo 23 órgãos da estrutura dos governos estaduais, 1 órgão municipal, e os 2 restantes administrados pelo próprio Inmetro.

Esta estrutura vem garantindo a execução das atividades em todos os pontos do território nacional, com sedes em 26 estados da federação, agências em 65 cidades do interior e 23 postos de verificação de veículos-tanque localizados em pólos de distribuição de combustíveis automotivos.



Fonte: http://www.ipem.pr.gov.br

O IPEM exerce atividades relativas a Avaliação da Conformidade, Verificação Metrológica e Calibração de Ensaios.

Atua no Estado do Paraná e sua Sede localiza-se em Curitiba.

Possui Gerências Regionais nas cidades de Maringá, Londrina, Cascavel e Guarapuava.


IntercomparaçõesIntercomparações


IntercomparaçõesIntercomparações

intercomparações regionais I

intercomparações regionais II

intercomparações do BIPM


Intervalo de CalibraçãoIntervalo de Calibração


De quanto em quanto tempo é De quanto em quanto tempo é necessário calibrar?necessário calibrar?

Depende...Depende... ...da intensidade de uso;...da intensidade de uso; ...das condições de uso;...das condições de uso; ...do tipo de sistema de medição;...do tipo de sistema de medição; ...das normas e recomendações ...das normas e recomendações

técnicas;técnicas; ...da política da empresa....da política da empresa.


Exemplos de intervalos de Exemplos de intervalos de calibração típicoscalibração típicos

Blocos-padrão

Paquímetros

Micrômetros

Trenas

Massas padrão

Balanças

Barômetros

Transdutores de força

12 meses

6 meses

3 a 6 meses

6 meses

24 meses

12 a 36 meses

6 a 12 meses

12 a 24 meses


Roteiro de CalibraçãoRoteiro de Calibração


Roteiro de calibraçãoRoteiro de calibração

1 - Definição dos objetivos da calibração;1 - Definição dos objetivos da calibração;

2 - Caracterização do sistema de medição a 2 - Caracterização do sistema de medição a calibrar;calibrar;

3 - Seleção do padrão;3 - Seleção do padrão;

4 - Planejamento e preparação do experimento;4 - Planejamento e preparação do experimento;

5 - Execução da calibração;5 - Execução da calibração;

6 - Processamento e documentação;6 - Processamento e documentação;

7 - Análise dos resultados;7 - Análise dos resultados;

8 - Certificado de calibração.8 - Certificado de calibração.


Ó que deve constar no Ó que deve constar no certificado de calibração?certificado de calibração?

descrição e identificação individual do SM a calibrar;descrição e identificação individual do SM a calibrar; data da calibração;data da calibração; os resultados da calibração obtidos;os resultados da calibração obtidos; identificação do(s) procedimento(s) de calibração;identificação do(s) procedimento(s) de calibração; identificação do padrão utilizado, com data e entidade identificação do padrão utilizado, com data e entidade

executora da sua calibração, bem como sua incerteza;executora da sua calibração, bem como sua incerteza; condições ambientais relevantes;condições ambientais relevantes; declaração das incertezas envolvidas na calibração; declaração das incertezas envolvidas na calibração; descrição sobre quaisquer manutenções, ajustes, descrição sobre quaisquer manutenções, ajustes,

regulagens, reparos e modificações realizadas;regulagens, reparos e modificações realizadas; qualquer limitação de uso (ex: faixa de medição restrita);qualquer limitação de uso (ex: faixa de medição restrita); identificação e assinaturas da(s) pessoa(s) identificação e assinaturas da(s) pessoa(s)

responsável(eis);responsável(eis); número de série ou equivalente do certificado. número de série ou equivalente do certificado.


REDE BRASILEIRA DE CALIBRAÇÃOLABORATÓRIO CORRETA

CREDENCIADO PELO INMETRO SOB NÚMERO 0976

CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO Nº 45673/01

8. Resultados

TABELA DE RESULTADOSComprimentonominal do

padrão[mm]

Média dasindicações dopaquímetro

[mm]

Correção

[mm]

Incerteza dacorreção

[mm]

Repetitividade

[mm]0,000 0,157 -0,157 0,016 0,0342,500 2,661 -0,161 0,020 0,0415,000 5,169 -0,169 0,018 0,037

10,000 10,182 -0,182 0,019 0,03930,000 30,192 -0,192 0,020 0,04150,000 50,196 -0,196 0,019 0,03970,000 70,190 -0,190 0,021 0,04390,000 90,185 -0,185 0,021 0,043

110,000 110,183 -0,183 0,023 0,045130,000 130,178 -0,178 0,022 0,044150,000 150,174 -0,174 0,023 0,045

Observações: o valor da correção deve sempre ser somado à indicação.

Erro máximo do paquímetro nas condições de calibração:(a) aplicando a correção: 0,07 mm (0,047% do VFE)(b) não aplicando a correção: 0,26 mm (0,18% do VFE)

Regina C. Correta Paulo A. PadrãoGerente Técnico Técnico Metrologista

Data de calibração: 14/03/2003 Data de emissão: 14/03/2003 Página: 2 de 2




1. Contratante:Photonita LtdaAv. do Surf s/Nº - Florianópolis, SC

2. Contratado:

Laboratório CORRETARua da Praia s/Nº - Florianópolis, SC

3. Sistema de medição calibrado:

Paquímetro para dimensões externasFabricante: CorreTechModelo: PQ-A2Nº Série: 7075242Faixa de medição: 0 a 150 mmResolução: 0,02 mm

(a) Síntese desta calibração:

Conforme procedimento interno de calibração Correta-PQ-DE, o erro máximo encontrado pelo paquímetro foide 0,26 mm. Ao ser aplicada a respectiva correção, o erro máximo é reduzido para 0,07 mm.

5. Padrão utilizado:

Conjunto de blocos padrão classe 0Nº Registro (Correta): RC 0673Incerteza: (0,07 + L/2000) m, L em mmRastreabilidade: Certificado de calibração Correta 23201, de 02/10/2002, válido até 01/05/2003.

6. Procedimento interno de calibração (Correta PQ-DE)

Os blocos padrão foram medidos em três posições diferentes (interna, central e externa) ao longo docomprimento dos bicos para medições externas, simulando condições reais de medição. Cinco ciclos demedição foram efetuados.

7. Condições ambientais durante a calibração:

Temperatura: (20,0 0,5) °CUmidade relativa do ar: (50 10) %

Data de calibração: 14/03/2003 Data de emissão: 14/03/2003 Página: 1de 2





1. Contratante:Photonita LtdaAv. do Surf s/Nº - Florianópolis, SC

2. Contratado:

Laboratório CORRETARua da Praia s/Nº - Florianópolis, SC

3. Sistema de medição calibrado:

Paquímetro para dimensões externasFabricante: CorreTechModelo: PQ-A2Nº Série: 7075242Faixa de medição: 0 a 150 mmResolução: 0,02 mm

(a) Síntese desta calibração:

Conforme procedimento interno de calibração Correta-PQ-DE, o erro máximo encontrado pelo paquímetro foide 0,26 mm. Ao ser aplicada a respectiva correção, o erro máximo é reduzido para 0,07 mm.

5. Padrão utilizado:

Conjunto de blocos padrão classe 0Nº Registro (Correta): RC 0673Incerteza: (0,07 + L/2000) m, L em mmRastreabilidade: Certificado de calibração Correta 23201, de 02/10/2002, válido até 01/05/2003.

6. Procedimento interno de calibração (Correta PQ-DE)

Os blocos padrão foram medidos em três posições diferentes (interna, central e externa) ao longo docomprimento dos bicos para medições externas, simulando condições reais de medição. Cinco ciclos demedição foram efetuados.

7. Condições ambientais durante a calibração:

Temperatura: (20,0 0,5) °CUmidade relativa do ar: (50 10) %

Data de calibração: 14/03/2003 Data de emissão: 14/03/2003 Página: 1de 2





8. Resultados

TABELA DE RESULTADOSComprimentonominal do

padrão[mm]

Média dasindicações dopaquímetro

[mm]

Correção

[mm]

Incerteza dacorreção

[mm]

Repetitividade

[mm]0,000 0,157 -0,157 0,016 0,0342,500 2,661 -0,161 0,020 0,0415,000 5,169 -0,169 0,018 0,037

10,000 10,182 -0,182 0,019 0,03930,000 30,192 -0,192 0,020 0,04150,000 50,196 -0,196 0,019 0,03970,000 70,190 -0,190 0,021 0,04390,000 90,185 -0,185 0,021 0,043

110,000 110,183 -0,183 0,023 0,045130,000 130,178 -0,178 0,022 0,044150,000 150,174 -0,174 0,023 0,045

Observações: o valor da correção deve sempre ser somado à indicação.

Erro máximo do paquímetro nas condições de calibração:(a) aplicando a correção: 0,07 mm (0,047% do VFE)(b) não aplicando a correção: 0,26 mm (0,18% do VFE)

Regina C. Correta Paulo A. PadrãoGerente Técnico Técnico Metrologista

Data de calibração: 14/03/2003 Data de emissão: 14/03/2003 Página: 2 de 2


Resultados de Medições Resultados de Medições DiretasDiretas


MotivaçãoMotivação

Como usar as informações disponíveis sobre o processo de medição e escrever corretamente o resultado da medição?






operador

RM = (RB ± IM) unidade


Medições Diretas e IndiretasMedições Diretas e Indiretas


Medições diretasMedições diretas

O sistema de medição já indica O sistema de medição já indica naturalmente o valor do naturalmente o valor do mensurando.mensurando.

Exemplos:Exemplos: Medição do diâmetro de um eixo com Medição do diâmetro de um eixo com

um paquímetro.um paquímetro. Medição da tensão elétrica de uma pilha Medição da tensão elétrica de uma pilha

com um voltímetro.com um voltímetro.


Medições indiretasMedições indiretas

A grandeza é determinada a partir A grandeza é determinada a partir de operações entre duas ou mais de operações entre duas ou mais grandezas medidas grandezas medidas separadamente.separadamente.

Exemplos:Exemplos: A área de um terreno retangular A área de um terreno retangular

multiplicando largura pelo multiplicando largura pelo comprimento.comprimento.

Medição da velocidade média de um Medição da velocidade média de um automóvel dividindo a distância automóvel dividindo a distância percorrida pelo tempo percorrida pelo tempo correspondente.correspondente.


Caracterização do Processo Caracterização do Processo de Mediçãode Medição


Processo de mediçãoProcesso de medição






operador

FONTE DE

INCERTEZASFONTE DE

INCERTEZAS

FONTE DE

INCERTEZAS

FONTE DE

INCERTEZASFONTE DE

INCERTEZAS

INCERTEZAS

COMBINADAS


A Variabilidade do A Variabilidade do MensurandoMensurando


O Mensurando é consideradoO Mensurando é considerado

Invariável:Invariável: se seu valor permanece constante durante se seu valor permanece constante durante

o período em que a medição é efetuada.o período em que a medição é efetuada. Exemplo: a massa de uma jóia.Exemplo: a massa de uma jóia.

Variável:Variável: quando o seu valor não é único ou bem quando o seu valor não é único ou bem

definido. Seu valor pode variar em função definido. Seu valor pode variar em função da posição, do tempo ou de outros fatores.da posição, do tempo ou de outros fatores.

Exemplo: a temperatura ambiente.Exemplo: a temperatura ambiente.


Em termos práticosEm termos práticos

Mensurando Invariável:Mensurando Invariável: As variações do mensurando são As variações do mensurando são

inferioresinferiores a sua resolução. a sua resolução. Mensurando Variável:Mensurando Variável:

As variações do mensurando são iguais As variações do mensurando são iguais ou ou superioressuperiores a sua resolução. a sua resolução.


Incertezas combinadasIncertezas combinadas

A repetitividade combinada corresponde A repetitividade combinada corresponde à contribuição resultante de todas as à contribuição resultante de todas as fontes de erros aleatórios que agem fontes de erros aleatórios que agem simultaneamente no processo de simultaneamente no processo de medição.medição.

A correção combinada compensa os A correção combinada compensa os erros sistemáticos de todas as fontes de erros sistemáticos de todas as fontes de erros sistemáticos que agem erros sistemáticos que agem simultaneamente no processo de simultaneamente no processo de medição..medição..

Três casosTrês casos

Número de medições repetidas:Compensa erros sistemáticos:

Caso1

n=1

sim

Caso2

n>1

sim

Caso3

n ≥ 1

não


Caso 1Caso 1

Mensurando invariávelMensurando invariável

n = 1n = 1

Corrigindo erros sistemáticosCorrigindo erros sistemáticos

Caso 1Caso 1

indicação

mensurando


RB

+ C

± Re

Caso 1Caso 1

indicação

+ C

+ Re- Re

RM = I + C ± Re

UMA ÚNICA

MEDIÇÃO

1014g

0 g1014 g

11

(1000,00 ± 0,01) g

Re = 3,72 g

Caso 1 - ExemploCaso 1 - Exemplo

C = -15,0 g

RM = I + C ± Re

RM = 1014 + (-15,0) ± 3,72

RM = 999,0 ± 3,72

RM = (999,0 ± 3,7) g


Caso 2Caso 2


n > 1n > 1

Corrigindo erros sistemáticosCorrigindo erros sistemáticos

Caso 2Caso 2

indicação

mensurando


RB

+ C

± Re/√n

indicação média

+ C

+ Re/n- Re /nMÉDIA DE n

MEDIÇÕES

Caso 2Caso 2

RM = I + C ± Re /n

Re = 3,72 g


C = -15,0 g

RM = 1015 -15,0 ± 3,72 /12

RM = 1000,0 ± 1,07

RM = (1000,0 ± 1,1) g

1014g

0 g1014 g

11

(1000,00 ± 0,01) g

11

(1000,00 ± 0,01) g

11

(1000,00 ± 0,01) g

1014 g

1012 g1015 g1018 g1014 g1015 g1016 g1013 g1016 g1015 g

1015 g

1015 g

1017 g

1017 g

I = 1015 g

RM = I + C ± Re/n


Caso 3Caso 3


n ≥ 1n ≥ 1

Não corrigindo erros Não corrigindo erros sistemáticossistemáticos

Caso 3 - Erro máximo conhecido - Caso 3 - Erro máximo conhecido - mensurando invariávelmensurando invariável

indicação ou média

mensurando


RB

- Emáx + Emáx

Indicação ou média

+ Emáx- Emáx

RM = I ± Emáx

Caso 3 - Erro máximo conhecido - Caso 3 - Erro máximo conhecido - mensurando invariávelmensurando invariável

1014g

0 g1014 g

11

(1000,00 ± 0,01) g


Emáx = 18 g

RM = I ± Emáx

RM = 1014 ± 18

RM = (1014 ± 18) g

Representação gráfica dos três Representação gráfica dos três resultadosresultados

1000 1020 1040960 980

mensurando [g]

RM = (999,0 ± 3,7) g

RM = (1000,0 ± 1,1) g

RM = (1014 ± 18) g


A Grafia Correta do Resultado A Grafia Correta do Resultado da Mediçãoda Medição

Algarismos Significativos (AS)Algarismos Significativos (AS)

Exemplos:Exemplos: 1212 1,21,2 0,0120,012 0,0000120,000012 0,012000,01200

Número de AS: Número de AS: conta-se da conta-se da esquerda para a direitaesquerda para a direita a a

partir do primeiro algarismo partir do primeiro algarismo não nulonão nulo

tem dois AStem dois AS




tem quatro AStem quatro AS

Regras de GrafiaRegras de Grafia

Regra 1:Regra 1: A incerteza da medição é escrita com A incerteza da medição é escrita com

até doisaté dois algarismos significativos. algarismos significativos. Regra 2: Regra 2:

O resultado base é escrito com o O resultado base é escrito com o mesmo número de casas decimaismesmo número de casas decimais com que é escrita a incerteza da com que é escrita a incerteza da medição.medição.

A grafia do resultado da A grafia do resultado da mediçãomedição

Exemplo 1:Exemplo 1:RM = (319,213 ± 11,4) mmRM = (319,213 ± 11,4) mm

RM = (319,213 ± 11) mm

REGRA 1

RM = (319 ± 11) mm

REGRA 2

A grafia do resultado da A grafia do resultado da mediçãomedição

Exemplo 2:Exemplo 2:RM = (18,4217423 ± 0,04280437) mmRM = (18,4217423 ± 0,04280437) mm

RM = (18,4217423 ± 0,043) mm

REGRA 1

RM = (18,422 ± 0,043) mm

REGRA 2

Bibliografia Bibliografia

Albertazzi, A., Souza, A. R. “FUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA Albertazzi, A., Souza, A. R. “FUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E INDUSTRIAL”. 407p., Editora Manole, 2008.E INDUSTRIAL”. 407p., Editora Manole, 2008.

Guia para Expressão da Incerteza de Medição (Guide to the Guia para Expressão da Incerteza de Medição (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) – Inmetro, Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) – Inmetro, 20032003

SI - SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADESSI - SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADEShttp://www.inmetro.gov.br/infotec/publicacoes/Si.pdf

VIM 2008 - VOCABULÁRIO INTERNACIONAL DE METROLOGIAVIM 2008 - VOCABULÁRIO INTERNACIONAL DE METROLOGIAhttp://www.inmetro.gov.br/infotec/publicacoes/VIM_2310.pdf

Metrologia – UFPR (slide 1) Calibração de Sistema de Medição.

Documents

Transcript of Metrologia – UFPR (slide 1) Calibração de Sistema de Medição.