8/9/2019 Traduo da OIML D 10

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Orientaes para a determinao do

intervalos de calibrao de instrumentos de medio

Traduo de Carlos E. Natali

Prembulo

Este Documento de Orientao uma reviso da OIML D 10. Foi elaborado pela ILAC ( International LaboratoryAccreditation Cooperation) e da Organizao da OIML (International Organization of Legal Metrology) como umajoint venture e publicado como tal.

importante ressaltar que:

No da responsabilidade dos organismos de acreditao de laboratrios de ensinar como executar as s uas

tarefas. da responsabilidade de cada laboratrio individual de escolher se ir realizar qualquer um ou nenhum dosmtodos descritos neste documento, com base nas suas necessidades individuais e nas suas prprias avaliao dosriscos. tambm da responsabilidade do laboratrio de avaliar a eficcia do mtodo, optar por implementar e assumir aresponsabilidade pelas conseqncias das decises tomadas com o resultado do mtodo escolhido.

Objetivo

O objetivo deste documento fornecer aos laboratrios, especialmente durante a elaborao de seu sistema decalibrao, orientao, sobre como determinar os intervalos de calibrao. Este documento identifica e descreveos mtodos que esto disponveis e conhecidos para a avaliao de intervalos de calibrao.

AutoriaEsta publicao foi desenvolvida pela OIML e ILAC como uma joint venture e como uma reviso da OIML D 10.Dentro ILAC o ponto focal foi o Accreditation Committee.

1. Introduo

Um aspecto importante para a manuteno da capacidade de um laboratrio para produzir resultados da mediorastreveis e confiveis uma determinao do perodo mximo que deve ser permitido entre calibraessucessivas (recalibraes), dos padres de referncia ou de trabalho e dos instrumentos de medio utilizados.Vriasnormas internacionais tratam deste assunto, por exemplo:

ISO / IEC 17025:2005 [1] contm as seguintes especificaes:

Item 5.5.2: "Devem ser estabelecidos programas de calibrao para as grandezas ou valores-chave dosinstrumentos, quando estas propriedades tiverem um efeito significativo sobre os resultados ".

Item 5.5.8: "Sempre que for praticvel, todo o equipamento sob o controle do laboratrio que necessitarde calibrao deve ser etiquetado, codificado ou identificado de alguma forma, paraindicar a situao de calibrao, incluindo a data da ltima calibrao e a data ou critriode vencimento da calibrao ".

Item 5.6.1 "Todos os equipamentos utilizados em ensaios e/ou calibraes, incluindo os equipamentospara medies auxiliares (por exemplo: condies ambientais), que tenha efeitosignificativo sobre a exatido ou validade do resultado do ensaio, calibrao ouamostragem, deve ser calibrado antes de entrar em servio. O laboratrio deve estabelecerum programa e procedimento para a calibrao de seus equipamentos.

Nota Convm que tal programa inclua um sistema para seleo, uso, calibrao, verificao,controle e manuteno dos padres, dos materiais de referncia usados como padrese do equipamento de medio e de ensaio usado para realizar ensaios e calibraes.

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ISO 9001:2000 [10] contm os requisitos:

item 7.6: "Quando necessrio assegurar resultados vlidos, o equipamento de medio deve:

a) ser calibrado ou verificado, ou ambos a intervalos especificados, ou antes do uso, contrapadres de medio rastreveis a padres de medio internacionais ou nacionais, quandoesse padro no existir, a base usada para calibrao ou verificao deve ser registrada ".

Nota: Este documento centra-se na determinao dos intervalos de calibrao dos instrumentos de medio.Os mtodos descritos tambm podem ser usados de maneira a referenciar normas, padres de trabalho, etc,que esto sob o controle do laboratrio.Em consonncia com a terminologia do VIM [11], o termo "instrumento de medio" usado em vez de"Equipamento de medio" neste documento.

O objetivo geral de uma calibrao peridica :

melhorar a estimativa do desvio entre um valor de referncia e o valor obtido atravs do uso de um instrumento demedio, e uma incerteza neste desvio, na hora que o instrumento utilizado;

para calcular a incerteza que pode ser conseguida com o instrumento de medio e

confirmar ou no se tem havido qualquer alterao do instrumento de medio que possa introduzir dvida sobre osresultados entregues no perodo decorrido.Uma das decises mais importantes sobre a calibrao "Como fazer" e "Quando fazer ". Um grande nmero defatores que influenciam o intervalo de tempo que deve ser permitido entre calibraes e que devem ser levados emconta pelos laboratrios. Os fatores mais importantes so:

incerteza de medio declarada pelo laboratrio; risco de um instrumento de medio exceder os limites do erro mximo admissvel quando em uso; custo de medidas de correo necessrias quando se verificar que o instrumento no era adequado em um longoperodo de tempo; tipo de instrumento; tendncia ao desgaste e deriva; recomendao do fabricante; extenso e severidade de utilizao; condies ambientais (condies climticas, vibraes, radiaes ionizantes, etc); dados de tendncia obtidos a partir de registros de calibrao anterior; histrico de manuteno e reparao; freqncia de verificao cruzada contra as normas de referncia dos dispositivos de medio; freqncia e qualidade das verificaes intermediarias; modalidades de transporte e de risco; grau de treinamento do pessoal que presta servio.

Embora os custos de calibrao normalmente no possam ser ignorados na determinao dos intervalos decalibrao, o aumento das incertezas de medio ou um risco mais elevado em termos de qualidade de medio eservios decorrentes de intervalos mais longos, podem atenuar o custo aparentemente alto de uma calibrao.

O processo de determinar intervalos de calibrao um processo complexo, matemtico e estatstico que exigecoleta de dados durante o processo de calibrao. Parece no haver um mtodo de aplicao universal aplicvelpara estabelecer e ajustar o intervalo de calibrao. Criou-se a necessidade de uma melhor compreenso dadeterminao do intervalo de calibrao. No h um mtodo ideal para toda a gama de instrumentos de medio,alguns dos mtodos mais simples de atribuio e reviso do intervalo de calibrao e sua adequao para diferentestipos de instrumentos so abordados neste documento. Os mtodos tm sido publicados com mais detalhe emdeterminadas normas (por exemplo, [2]), ou por organizaes tcnicas respeitveis (por exemplo, [5] [6] [7]), ou emrevistas cientficas relevantes.

Os mtodos podem ser utilizados para a seleo inicial dos intervalos de calibrao e ao reajuste desses intervaloscom base na experincia. Os mtodos de laboratrio desenvolvidos peloprprio laboratrio tambm podem serusados se forem adequadamente validados.

O laboratrio deve selecionar e documentar os mtodos que for utilizar. Os resultados da calibrao devem sercoletados, como dados histricos, a fim de fundamentar as decises futuras para os intervalos de calibrao doinstrumentos.

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Independentemente do intervalo de calibrao determinada, o laboratrio deve ter um adequado sistema paragarantir o bom funcionamento e estado de calibrao dos padres e instrumentos de medio utilizados entrecalibraes (ver itens 5.5.10 e 5.6.3.3 da norma ISO / IEC 17025:2005).

2. escolha inicial dos intervalos de calibrao

A deciso inicial na determinao do intervalo de calibrao baseia-se os seguintes fatores:

a recomendao do fabricante do instrumento; esperada extenso e gravidade do uso; a influncia do meio ambiente; a incerteza de medio necessria; erros mximos admissveis (por exemplo, as determinaes da metrologia legal); ajuste (ou troca), do instrumento individual; influncia da quantidade medida (por exemplo, o efeito da alta temperatura nos termopares) e literatura ou dados publicados sobre os dispositivos idnticos ou semelhantes.

A deciso deve ser feita por uma pessoa ou por pessoas com experincia em metrologia, dos dos instrumentosespecficos a serem calibrados, e de preferncia tambm com o conhecimento dos intervalos utilizados por outroslaboratrios. Uma estimativa deve ser feita para cada instrumento ou grupo de instrumentos como o intervalo de

tempo que o instrumento provavelmente se mantenha dentro dos erros mximos admissveis aps calibrao.

3. Mtodos de anlise de intervalos de calibrao

Depois da calibrao uma base de rotina estabelecida, o ajuste dos intervalos de calibrao deve ser possvel a fimde otimizar o balano de riscos e custos como referido na introduo. Ser provavelmente encontrado os intervalosque inicialmente no deram os resultados desejados, devido a uma srie de razes, como por exemplo:

Os instrumentos podem ser menos confiveis do que o esperado; o uso pode no ser como previsto; pode ser realizado a calibrao parcial de certos instrumentos, em vez de uma calibrao completa e a deriva determinada pela recalibrao dos instrumentos pode demonstrar que a calibrao pode ser feita com

maiores intervalos sem aumentar os riscos, etc.Uma variedade de mtodos est disponvel para rever os intervalos de calibrao. O mtodo escolhido difereconforme:

Os instrumentos so tratados individualmente ou em grupos (por exemplo, modelo do fabricante ou por tipo); Os instrumentos excedem a calibrao pela deriva ao longo do tempo ou pelo uso; Instrumentos mostraram diferentes tipos de instabilidades; Instrumentos podem sofrer ajustes e Os dados so avaliados e dada a devida importncia com anexao do histrico da calibrao dos instrumentos.

chamado "engenharia intuitiva ", quando o intervalo de calibrao inicial, e um sistema que mantm intervalos fixos,sem reviso, no so considerados como sendo suficientemente confiveis e portanto, no recomendados.

Mtodo 1: Ajuste automtico ou "escada" (tempo-calendrio)

Cada vez que um instrumento calibrado de forma rotineira, o intervalo subseqente estendido se for encontradopor exemplo, 80% do erro mximo admissvel requerido para o instrumento, ou reduzido desde que se encontrar foradesse erro mximo admissvel. Esta "escada " produz uma resposta para uma adaptao rpida dos intervalos, e facilmente realizado sem muito esforo. Quando os registros so mantidos e utilizados, possveis problemas com umgrupo de instrumentos que indicam a necessidade de uma alterao tcnica ou manuteno preventiva, serconhecida.A desvantagem dos sistemas de tratamento de instrumentos individualmente e que pode ser que difcil manter acalibrao de trabalho harmonioso e equilibrado, e que exige um planejamento detalhado avanado.

No seria apropriado ter um intervalo de extremos usando esse mtodo. O risco associado a um grande nmero de

certificados emitidos, pois exige um grande nmero de anlises o pode vir a ser trabalhoso e inaceitvel.

Mtodo 2: Controle de grfico (tempo-calendrio)

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Grficos de controle uma das mais importantes ferramentas de Controle Estatstico do Processo (CEP) e descritoem publicaes (por exemplo, [3] [4]). Em princpio, ele funciona da seguinte forma:significativos pontos de calibrao so escolhidos e so plotados os resultados contra o tempo. A partir dessesdados, ambas as disperses dos resultados e deriva so calculados, a deriva da mdia ao longo de um intervalo decalibrao, ou no caso de instrumentos muito estvel, deriva durante vrios intervalos. A partir destes dados, ointervalo ideal poder ser calculado.

Este mtodo difcil de aplicar (na verdade muito difcil de aplicar, no caso do instrumentos complexo) e pode serutilizado praticamente apenas com o processamento automtico de dados. Antes de clculos pode-se ter oconhecimento inicial, considerando a lei de variabilidade do instrumento, ou instrumentos similares. Novamente, difcil conseguir um trabalho equilibrado. No entanto, uma variao considervel de intervalos de calibrao prescrita permitido, sem invalidar os clculos; a confiabilidade podem ser calculadas e, em teoria, pelo menos, d o intervalode calibrao eficiente. Alm disso, o clculo da disperso dos resultados, indicar se os limites de especificao dofabricante razovel e a anlise do desvio encontrado pode ajudar a indicar a causa da deriva.

Mtodo 3: "Em Uso" tempo

Esta uma variao sobre os mtodos anteriores. O mtodo bsico permanece inalterado, mas o intervalo decalibrao expresso em horas de uso, ao invs de meses de calendrio. O instrumento equipado com umIndicador de tempo decorrido e devolvido para a calibrao quando o indicador atinge um valor especificado.

Exemplos de instrumentos so termopares, utilizado em temperaturas extremas, verificador de peso morto para apresso de gs.calibrador de comprimento (ou seja, instrumentos que podem estar sujeitos ao desgaste mecnico).A importante vantagem terica deste mtodo que o nmero de calibraes executadas e, portanto, o custo decalibrao varia diretamente com o tempo que o instrumento usado.

Alm disso, existe um controle sistemtico sobre a utilizao do instrumento. No entanto, existem muitasdesvantagens prticas na utilizao de uma verificao automtica, incluindo:

no pode ser usado com instrumentos passivos (atenuadores, por exemplo) ou padres (resistncia, capacitncia, etc); no deve ser usado em um instrumento conhecido por deriva ou deteriorar-se quando na prateleira, ou quandomanuseados, ou quando submetido a uma srie de curtos ciclos on-off; o custo inicial do fornecimento e instalao de temporizadores adequado alto, e desde que os usurios podem

interferir com eles, a vigilncia pode ser necessria, o que novamente ir aumentar os custos; ainda mais difcil conseguir um bom fluxo de trabalho do que com os mtodos mencionados acima, uma vez que olaboratrio(de calibrao) no tem conhecimento da data em que ser a calibrao.

Mtodo 4: Na verificao de servio, ou " no teste da "caixa-preta"

Esta uma variao sobre os mtodos 1 e 2 e particularmente adequada para instrumentos complexos ou testeconsoles. Os parmetros crticos so verificados com freqncia (uma vez por dia ou mais freqentemente) porpadro porttil de calibrao, ou, de preferncia, por uma "caixa preta", composto especialmente para verificar osparmetros selecionados.

Se o instrumento considerado fora do erro mximo admissvel pela "caixa preta", encaminhado para umacalibrao completa.

A principal vantagem deste mtodo que ele oferece a mxima disponibilidade para o usurio do instrumento. Ele muito adequado para instrumentos geograficamente separados do laboratrio de calibrao, uma vez quecalibrao completa s feita quando sabido ser necessrio. A dificuldade est em decidir sobre os parmetroscrticos e projetar a "caixa preta".

Embora, teoricamente, o mtodo muito confivel, isto um pouco ambguo, uma vez que o instrumento podeestar falhando em algum parmetro no medido pela "caixa preta". Alm disso, as caractersticas da "caixa preta" emsi no pode permanecer constante.

Exemplos de instrumentos adequados para esse mtodo so medidores de densidade (tipo de ressonncia); Pt-resistncia, termmetros (em combinao com o mtodo tempo-calendrio); dosmetros (includo fonte), e medidoresde nvel de som (includo fonte).

Mtodo 5: Outras abordagens estatsticas

Os mtodos baseados na anlise estatstica de um instrumento individual ou tipos de instrumento tambm pode seruma abordagem possvel. Esses mtodos esto ganhando mais e mais interesse, especialmente quando usado em

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combinao com ferramentas de software adequado. Um exemplo de uma ferramenta de software e sua matemtica descrito por A. Lepek [9].Quando um grande nmero de instrumentos idnticos (isto , grupos de instrumentos) devem ser calibrados, ointervalos de calibrao pode ser revisto com a ajuda de mtodos estatsticos. exemplos detalhados podem serencontradas, por exemplo, na obra de L. F. Pau [7].

Comparao dos mtodos

Nenhum mtodo ideal para toda a gama de instrumentos encontrados (ver Tabela 1).Alm disso, convm notar que o mtodo escolhido ser afetado pelo fato de que o laboratrio pretende introduzirmanuteno planejada. Pode haver outros fatores que afetam a escolha do mtodo de laboratrio. A escolha domtodo, por sua vez, afeta a forma de registros a serem mantidos.

Mtodo 1"escada"

Mtodo 2Controle degrfico

Mtodo 3"Em Uso"tempo

Mtodo 4"caixa-preta"

Mtodo 5 1)Outrasabordagensestatsticas

Confiana Mdio Alto Mdio Alto MdioEsforo de aplicao Baixo Alto Mdio Baixo AltoBalano da carga de trabalho Mdio Mdio Ruim Mdio Ruim

Aplicabilidade no que diz respeitopara dispositivos especficos Mdio Baixo Alto Alto Baixo

Disponibilidade de instrumentos Mdio Mdio Mdio Alto Mdio

1) Melhor classificao obtida quando uma ferramenta de software apropriado usado.

Tabela 1: Comparao de mtodos de anlise intervalos de calibrao

Bibliografia

[1] ISO/IEC 17025:2005

General requirements for the competence of testing and calibration laboratories[2] ISO 10012-1, Edition:1992-01Quality Assurance Requirements for Measuring Equipment;Management of Measuring Equipment[3] Montgomery, D. C.: Introduction to Statistical Quality ControlJohn Wiley & Sons, 4th ed., 2000[4] ANSI/ASQC B1-B3-1996: Quality Control Chart Methodologies[5] Methods of reviewing calibration intervalsElectrical Quality Assurance DirectorateProcurement Executive, Ministry of DefenseUnited Kingdom (1973)[6] Establishing and Adjustment of Calibration IntervalsNCSL Recommended Practice RP-1, 1996[7] Pau, L.F.: Priodicit des CalibrationsEcole Nationale Suprieure des Tlcommunications, Paris, 1978[8] Garfield, F.M.: Quality Assurance Principles for Analytical LaboratoriesAOAC Int., 3rd Edition, 2000[9] Lepek, A.: Software for the prediction of measurement standardsNCSL International Conference, 2001[10] ISO 9001:2000Quality management systems - Requirements[11] International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology (VIM),BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, OIML. Published by ISO, Geneva, Switzerland, 2nd ed.,1993