Curso Calibração, Ajuste, Verificação e Certificação de Instrumentos de Medição

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1 Curso Calibração, Ajuste, Verificação e Certificação de Instrumentos de Medição

2 Instrutor Gilberto Carlos Fidélis Eng. Mecânico com Especialização em Metrologia pelo NIST - Estados Unidos e NAMAS/UKAS - Inglaterra. Instrutor de cursos desde Envolvido com calibração de instrumentos e padrões desde Experiência com credenciamento e com implantação de sistema da qualidade (NBR ISO/IEC 17025) em laboratórios desde Avaliador técnico do INMETRO Instituição: CECT Centro de Educação, Consultoria e Treinamento em Metrologia e Sistema da Qualidade Tel.: /

3 VIM Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia. 3ed. Portaria n. 29 de 10 de março de Inmetro. Para mais informações: Inmetro Divisão de Informação Tecnológica Serviço de Produtos de Informação Av. Nossa Senhora das Graças, 50 - Xerém/RJ CEP: Tel.: (21) /9381 Fax: (21)

4 Metrologia (VIM 2.2) e Medição (VIM 2.1) Metrologia: Ciência da medição Observação: A metrologia abrange todos os aspectos técnicos e práticos relativos às medições, qualquer que seja a incerteza, em quaisquer campos da ciência ou tecnologia. Medição: Conjunto de operações que tem por objetivo determinar um valor de uma grandeza. Observação: As operações podem ser feitas automaticamente.

5 Mensurando (VIM 2.6) Grandeza específica submetida a medição. Exemplo: Pressão de vapor de uma dada amostra de água a 20ºC. Observação: A especificação de um mensurando pode requerer informações de outras grandezas como tempo, temperatura ou pressão. Exemplos: A densidade de um óleo depende fortemente da temperatura. A gramatura do papel depende da umidade. O volume da água depende da temperatura.

6 Medida Materializada (VIM 4.2) Dispositivo destinado a reproduzir ou fornecer, de maneira permanente durante seu uso, um ou mais valores conhecidos de uma dada grandeza. Exemplos: a) Uma massa; b) Uma medida de volume (de um ou vários valores, com ou sem escala); c) Um resistor elétrico padrão; d) Um bloco padrão; e) Um gerador de sinal padrão; f) Um material de referência. Observação: A grandeza em questão pode ser denominada grandeza fornecida.

7 Padrão (VIM 6.1) 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. Exemplos: a) Massa padrão de 1 kg; b) Resistor padrão de 100 Ω; c) Amperímetro padrão; d) Padrão de freqüência de césio; e) Eletrodo padrão de hidrogênio; f) Solução de referência de cortisol no soro humano, tendo uma concentração certificada.

8 Padrão de Referência e Padrão de Trabalho Padrão de Referência (VIM 6.6) Padrão, geralmente tendo a mais alta qualidade metrológica disponível em um dado local ou em uma dada organização, a partir do qual as medições lá executadas são derivadas. Padrão de Trabalho (VIM 6.7) Padrão utilizado rotineiramente para calibrar ou controlar medidas materializadas, instrumentos de medição ou materiais de referência. Observações: 1) Um padrão de trabalho é geralmente calibrado por comparação a um padrão de referência. 2) Um padrão de trabalho utilizado rotineiramente para assegurar que as medições estão sendo executadas corretamente é chamado padrão de controle.

9 Valor Verdadeiro e Valor Verdadeiro Convencional Valor Verdadeiro (VIM 1.19) Valor consistente com a definição de uma dada grandeza específica. Observações: 1) É um valor que seria obtido por uma medição perfeita. 2) Valores verdadeiros são, por natureza, indeterminados. Valor Verdadeiro Convencional (VIM 1.20) Valor atribuído a uma grandeza específica e aceito, às vezes por convenção, como tendo uma incerteza apropriada para uma dada finalidade. Exemplo: Em um determinado local, o valor atribuído a uma grandeza, por meio de um padrão de referência, pode ser tomado como um valor verdadeiro convencional;

10 Indicação, Erro de Indicação e Desvio Indicação (de um instrumento de medição) (VIM 3.2) Valor de uma grandeza fornecido por um instrumento de medição. Erro (de Indicação) de um Instrumento de Medição (VIM 5.20) Indicação de um instrumento de medição menos um valor verdadeiro de grandeza de entrada correspondente. EI = I - VVC Observações: 1)Uma vez que um valor verdadeiro não pode ser determinado, na prática é utilizado um valor verdadeiro convencional. 2) Este conceito aplica-se principalmente quando o instrumento é comparado a um padrão de referência. 3) Para uma medida materializada, a indicação é o valor atribuído a ela. Desvio (VIM 3.11): Valor menos seu valor de referência.

11 Material de Referência e Material de Referência Certificado Material de Referência (VIM 6.13) Material ou substância que tem um ou mais valores de propriedades que são suficientemente homogêneos e bem estabelecidos para ser usado na calibração de um aparelho, na avaliação de um método de medição ou atribuição de valores a materiais. Observação: Um material de referência pode ser uma substância pura ou uma mistura, na forma de gás, líquido ou sólido. Exemplos são a água utilizada na calibração de viscosímetros, safira como um calibrador da capacidade calorífica em calorimetria, e soluções utilizadas para calibração em análises químicas. Material de Referência Certificado (MRC) (VIM 6.14) Material de referência, acompanhado por um certificado, com um ou mais valores de propriedades, e certificados por um procedimento que estabelece sua rastreabilidade à obtenção exata da unidade na qual os valores da propriedade são expressos, e cada valor certificado é acompanhado por uma incerteza para um nível de confiança estabelecido.

12 Exatidão Exatidão de medição (VIM 3.5) Grau de concordância entre o resultado de uma medição e um valor verdadeiro do mensurando. Observações: 1) Exatidão é um conceito qualitativo; 2) O termo precisão não deve ser utilizado como exatidão. Exatidão de um instrumento de medição (VIM 5.18) Aptidão de um instrumento de medição para dar respostas próximas a um valor verdadeiro. Observação: Exatidão é um conceito qualitativo.

13 Exatidão e Precisão Boa Exatidão Ruim Precisão Ruim

14 Resolução (VIM 5.12) Menor diferença entre indicações de um dispositivo mostrador que pode ser significativamente percebida. Observações: 1) Para dispositivo mostrador digital, é a variação na indicação quando o dígito menos significativo varia de uma unidade. 2) este conceito também se aplica a um dispositivo registrador.

15 Calibração (VIM 6.11) Calibração: Conjunto de operações que estabelece, sob condições especificadas, 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 estabelecidos por padrões.

16 Calibração Através de uma calibração é possível estabelecer: a relação entre temperatura e tensão termoelétrica de um termopar; Os erros de indicação/tendência de um manômetro; o valor efetivo de uma massa padrão; a dureza efetiva de uma placa "padrão de dureza"; o valor efetivo de um "resistor padrão". A calibração pode ser efetuada por qualquer instituição, desde que esta disponha dos padrões adequados e rastreados, pessoal competente para realizar o trabalho, condições ambientais adequadas e procedimentos de calibração documentados.

17 Método Direto de Calibração

18 Método Indireto de Calibração

19 Procedimento Geral de Calibração A calibração é um trabalho especializado e exige amplos conhecimentos de metrologia, total domínio sobre os princípios e o funcionamento do instrumento de medição a calibrar, muita atenção e cuidados na sua execução e muito de bom senso. Envolve o uso de equipamento sofisticado e de alto custo. Recomenda-se sempre usar um procedimento de calibração documentado, segundo exigências de normas NBR/ISO, DIN, JIS, ANSI, entre outras. Em função da mudança do comportamento do instrumento com a velocidade de variação do mensurado, distinguem-se a calibração estática e a dinâmica. O comportamento estático e dinâmico podem ser bem diferentes. Neste curso abordaremos somente a calibração estática.

20 Procedimento Geral de Calibração O certificado de calibração apresenta várias informações acerca do desempenho metrológico do instrumento de medição e descreve os procedimentos adotados. Geralmente apresenta uma tabela, ou gráfico, contendo, para cada ponto de calibração ao longo da faixa de indicação: a) A tendência ou a correção a ser aplicada na indicação e b) A estimativa da incerteza associada a tendência ou correção. Em função dos resultados obtidos, o desempenho do instrumento de medição pode ser comparado com aquele constante nas especificações de uma norma técnica ou fabricante, ou outras determinações legais, e um parecer de conformidade pode ser emitido.

21 Ajuste Ajuste de um instrumento de medição (VIM 4.30) Operação destinada a fazer com que um instrumento de medição tenha desempenho compatível com o seu uso. Observação: O ajuste pode ser automático, semi-automático ou manual. Instrumento Padrão

22 Ajuste Controle de ajustes de equipamento Acessos aos meios de ajustes e dispositivos sobre equipamento de medição calibrado, cuja posição afeta o desempenho, devem ser selados ou de alguma outra forma protegidos para prevenir mudanças não autorizadas. Selos ou proteções devem ser projetados e implementados de tal forma que mudanças não autorizadas sejam detectadas. Procedimentos devem incluir ações a serem tomadas quando selos ou proteção são encontrados quebrados, danificados, contornados ou faltando.

23 Verificação Periódica Procedimento de Verificação V1 V2 V3 V4 V5 V6 V1 V2 V3 V4 V5 V6 tempo CAL1 CAL2 CAL3 Procedimento de Calibração Segundo o INMETRO Direcionado a NBR ISO/IEC Requisitos Gerais para a Competência de Laboratórios rios de Ensaio e Calibração Verificação: Atividade experimental, com características de uma calibração simplificada, que visa fornecer evidências sobre a manutenção ou não da conformidade do instrumento, cadeia, sistema ou processo de medição. Seu objetivo é a manutenção da confiança no resultado da calibração, até que nova calibração seja efetuada. Nota: Quando o termo verificação está associado ao gerenciamento de equipamentos de medição, esta oferece um meio de se certificar que os erros entre os valores indicados por um instrumento de medição e os valores conhecidos são consistentemente menores que os limites de erro permissíveis, definidos em uma norma, regulamento ou especificação pertinente ao gerenciamento do equipamento de medição.

24 Verificação Resultado da Verificação Resultado da Calibração EN = [ ( U V ) 2 + ( U C ) 2 ] 1/2 EN = Erro Normalizado U V = Incerteza do Processo de Verificação U C = Incerteza do Processo de Calibração. Obs.: O Erro Normalizado deve ser menor ou igual a 1(um) para que os resultados sejam considerados compatíveis

25 Estabilidade (VIM 5.14) e Deriva (VIM 5.16) Estabilidade: Aptidão de um instrumento de medição em conservar constantes suas características metrológicas ao longo do tempo. Observações: 1) Quando a estabilidade for estabelecida em relação a uma outra grandeza que não o tempo, isto deve ser explicitamente mencionado; 2) A estabilidade pode ser quantificada de várias maneiras, por exemplo: - pelo tempo no qual a característica metrológica, varia de uma valor determinado; ou - em termos da variação de uma característica em um determinado período de tempo. Deriva Variação lenta de uma característica metrológica de um instrumento de medição.

26 Método X Procedimento Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia (Portaria n o 029 de ) 2.4 MÉTODO DE MEDIÇÃO Seqüência lógica de operações, descritas genericamente, usadas na execução das medições. Observação: Os métodos de medição podem ser qualificados de várias maneiras, entre as quais: - método por substituição; - método diferencial; - método de zero. 2.5 PROCEDIMENTO DE MEDIÇÃO Conjunto de operações, descritas especificamente, usadas na execução de medições particulares, de acordo com um dado método. Observação: Um procedimento de medição é usualmente registrado em um documento, que algumas vezes é denominado de procedimento de medição (ou método de medição) e normalmente tem detalhes suficientes para permitir que um operador execute a medição sem informações adicionais.

27 Procedimentos POR QUE OS PROCEDIMENTOS SÃO IMPORTANTES? - exigência do organismo acreditador: NBR ISO/IEC exigência do organismo certificador: - Série ISO 9000 e - ISO uniformização de medições, testes ou calibrações; - simplificações, portanto, redução de custos; - melhoria da produtividade pela diminuição de erros; - melhoria da qualidade dos resultados pelo aumento da confiabilidade; - documentação do Know-how que estava apenas na mente das pessoas; - aumenta tempo das pessoas para outras atividades; - ferramenta de treinamento; - diminuição de dificuldades e problemas de processamento de dados proc15.ppt

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