6 Calibração de Sistemas de. Fundamentos de Metrologia

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1 6 Calibração de Sistemas de Medição Fundamentos de Metrologia

2 Motivação definição do mensurando procedimento de medição resultado da medição condições ambientais operador sistema de medição Posso confiar no que o sistema de medição indica? CALIBRAÇÃO

3 6.1 O que é calibração? E para que serve?

4 Calibração padrão sistema de medição indicação X valor verdadeiro condições estabelecidas

5 Calibração É o 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.

6 Por que Calibrar Sistemas de Medição? Instrumentos/Sistemas de Medição Possuem Erros de Medição Os erros variam ao longo do tempo Afetam a qualidade dos resultados Influenciam diretamente a incerteza de medição Aumenta a Confiabilidade das Decisões Calibrações Periódicas dos Instrumentos/Sistemas de Medição Garantia da Rastreabilidade das Medições Minimização de erros através de Correções Conhecer a incerteza de medição requerida aos processos metrológicos Melhoria da Qualidade dos Resultados das Medições

7 Padrão É 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.

8 Resultados da calibração podem determinar: Valor do mensurando. Correções a serem aplicadas no SM. Efeitos das grandezas de influência. Comportamento em condições especiais ou adversas. São sempre apresentados na forma de um relatório rio e/ou um certificado.

9 Resultados da calibração Como resultado da calibração obtém-se as correções a serem aplicadas nos resultados de medição, bem como a respectiva incerteza de medição associada a está correção. -Medida Materializada -Instrumento de Medição -Padrão Materializado -SM Padrão Laboratório de Calibração - Credenciado - Não credenciado Certificado de Calibração -apresentam os erros do instrumento/padrão

10 6.2 Verificação, Ajuste e Regulagem

11 Definição: Verificação É uma calibração simplificada que visa testar se um sistema de medição, ou medida materializada, está em conformidade com uma dada especificação. Exemplos: Taxímetro, bomba de combustível, balança a de supermercado.

12 Ajuste Definição: Operação corretiva destinada a fazer com que um instrumento de medição tenha desempenho compatível com o seu uso. O ajuste pode ser automático, tico, semi-autom automático tico ou manual. É normalmente efetuado por técnico t especializado. Exemplos: Ajuste do zero de um manômetro Ajuste do fator de amplificação de um medidor de forças elétrico.

13 Definição: Regulagem A regulagem é um ajuste, empregando somente os recursos disponíveis no sistema de medição para o usuário. É normalmente efetuados pelo usuário comum. Exemplo: A tara (zeragem) de uma balança a eletrônica usando um botão apropriado para tal

14 6.3 Métodos de Calibração

15 Calibração de uma balança massa-padrão 100,000 ± 0,002 g 100,00 g comparação 102,40 g sistema de medição a calibrar CALIBRAÇÃO DIRETA 102,40 g

16 Calibração de um bloco padrão CALIBRAÇÃO DIRETA Comparação Zerando BP a calibrar BP de referência -0, , ,23760-

17 Calibração direta padrão VVC comparação sistema de medição a calibrar II SMC SMC

18 Como calibrar o velocímetro de um automóvel? Alguém m tem aía um padrão de velocidade? 78,50 km/h comparação 80,0 km/h CALIBRAÇÃO INDIRETA

19 Calibração indireta gerador da grandeza sistema de medição a calibrar sistema de medição padrão I SMC I SMC comparação I SMP I SMP

20 6.4 Rastreabilidade

21 definições das unidades do SI 1/10 1/10 1/10 1/10 PPPP PPP PP P RASTREÁVEL SM ± 0, mm ± 0,00005 mm ± 0,0005 mm ± 0,005 mm ± 0,05 mm

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

23 Rastreabilidade BIPM unidades do SI padrões internacionais LNM padrões nacionais padrões de referência de laboratórios de calibração Calibração padrões de referência de laboratórios de ensaios Ensaios Indústria e outros padrões de trabalho de laboratórios de chão de fábrica

24 Exemplo Rastreabilidade

25 6.6 O Sistema Metrológico Brasileiro

26 O sistema metrológico brasileiro Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial SINMETRO Órgão normativo CONMETRO INMETRO Órgão executivo Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial

27 Áreas da metrologia INMETRO Metrologia Científica Metrologia Industrial Metrologia Legal 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.

28 Laboratório rio Nacional de Metrologia Divisão de Metrologia Mecânica. Divisão de Metrologia Elétrica. Divisão de Metrologia Acústica e Vibrações. Divisão de Metrologia Óptica. Divisão de Metrologia Térmica. T Divisão de Metrologia Química e Ambiental. Laboratório rio de Tempo e Freqüência vinculado ao Observatório rio Nacional. Laboratório rio Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes.

29 Campus do INMETRO

30 Rede Brasileira de Calibração Laboratórios rios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem calibrações oficiais. Esta rede continha em Março o de 2007 cerca de 326 laboratórios rios acreditados. Certificados com selo do Inmetro

31 Acreditação Acreditação é o termo usado para expressar reconhecimento de competência de organismos de avaliação da conformidade. O INMETRO é o orgão nacionalmente reconhecido para acreditar organismos de avaliação da conformidade. Concedido com base na NBR ISO/IEC

32 Rede Brasileira de Laboratórios rios de Ensaios Laboratórios rios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem certificação de conformidade, isto é,, verificar a condição de um produto atender aos requisitos de uma norma, especificação ou regulamento técnico, nacional ou internacional. Esta rede continha em Março o de 2007 cerca de 231 laboratórios rios acreditados. O Brasil necessita cerca de 1000 para atender a atual demanda.

33 Rede Nacional de Metrologia Legal Órgãos que têm por principal atribuição efetuar verificações periódicas nos meios de medição abrangidos pela Metrologia Legal e nos produtos pré-medidos. Em Julho de 2003 era composta por 26 órgãos metrológicos regionais, sendo 20 órgãos da estrutura dos governos estaduais, conhecidos como IPEM - Institutos de Pesos e Medidas.

34 6.7 Intercomparações

35 Intercomparações intercomparações do BIPM intercomparações regionais I intercomparações regionais II

36 6.8 Intervalo de Calibração

37 De quanto em quanto tempo é Depende... necessário calibrar?...da intensidade de uso;...das condições de uso;...do tipo de sistema de medição;...das normas e recomendações técnicas; t...da política da empresa.

38 Exemplos de intervalos de calibração típicost 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

39 6.9 Roteiro de Calibração

40 Roteiro de calibração 1 - Definição dos objetivos da calibração; 2 - Caracterização do sistema de medição a calibrar; 3 - Seleção do padrão; 4 - Planejamento e preparação do experimento; 5 - Execução da calibração; 6 - Processamento e documentação; 7 - Análise dos resultados; 8 - Certificado de calibração.

41 Ó que deve constar no certificado de calibração? descrição e identificação individual do SM a calibrar; data da calibração; os resultados da calibração obtidos; identificação do(s) procedimento(s) de calibração; identificação do padrão utilizado, com data e entidade executora da sua calibração, bem como sua incerteza; condições ambientais relevantes; declaração das incertezas envolvidas na calibração; descrição sobre quaisquer manutenções, ajustes, regulagens, reparos e modificações realizadas; qualquer limitação de uso (ex: faixa de medição restrita); identificação e assinaturas da(s) pessoa(s) responsável(eis); número de série s ou equivalente do certificado.

42 REDE BRASILEIRA DE CALIBRAÇÃO LABORATÓRIO CORRETA CREDENCIADO PELO INMETRO SOB NÚMERO 0976 CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO Nº 45673/01 REDE BRASILEIRA DE CALIBRAÇÃO LABORATÓRIO CORRETA CREDENCIADO PELO INMETRO SOB NÚMERO 0976 CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO Nº 45673/01 1. Contratante: Photonita Ltda Av. do Surf s/nº - Florianópolis, SC 2. Contratado: Laboratório CORRETA Rua da Praia s/nº - Florianópolis, SC 3. Sistema de medição calibrado: Paquímetro para dimensões externas Fabricante: CorreTech Modelo: PQ-A2 Nº Série: Faixa de medição: 0 a 150 mm Resolução: 0,02 mm (a) Síntese desta calibração: Conforme procedimento interno de calibração Correta-PQ-DE, o erro máximo encontrado pelo paquímetro foi de ± 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 0 Nº Registro (Correta): RC 0673 Incerteza: ± (0,07 + L/2000) µm, L em mm Rastreabilidade: Certificado de calibração Correta 23201, de 02/10/2002, válido até 01/05/ Resultados Comprimento nominal do padrão [mm] TABELA DE RESULTADOS Correção Média das indicações do paquímetro [mm] Incerteza da correção Repetitividade [mm] ± [mm] ± [mm] 0,000 0,157-0,157 0,016 0,034 2,500 2,661-0,161 0,020 0,041 5,000 5,169-0,169 0,018 0,037 10,000 10,182-0,182 0,019 0,039 30,000 30,192-0,192 0,020 0,041 50,000 50,196-0,196 0,019 0,039 70,000 70,190-0,190 0,021 0,043 90,000 90,185-0,185 0,021 0, , ,183-0,183 0,023 0, , ,178-0,178 0,022 0, , ,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) 6. Procedimento interno de calibração (Correta PQ-DE) Os blocos padrão foram medidos em três posições diferentes (interna, central e externa) ao longo do comprimento dos bicos para medições externas, simulando condições reais de medição. Cinco ciclos de medição foram efetuados. 7. Condições ambientais durante a calibração: Temperatura: (20,0 ± 0,5) C Umidade relativa do ar: (50 ± 10) % Regina C. Correta Paulo A. Padrão Gerente Técnico Técnico Metrologista Data de calibração: 14/03/2003 Data de emissão: 14/03/2003 Página: 2 de 2 Data de calibração: 14/03/2003 Data de emissão: 14/03/2003 Página: 1de 2

43 REDE BRASILEIRA DE CALIBRAÇÃO LABORATÓRIO CORRETA CREDENCIADO PELO INMETRO SOB NÚMERO 0976 CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO Nº 45673/01 1. Contratante: Photonita Ltda Av. do Surf s/nº - Florianópolis, SC 2. Contratado: Laboratório CORRETA Rua da Praia s/nº - Florianópolis, SC 3. Sistema de medição calibrado: Paquímetro para dimensões externas Fabricante: CorreTech Modelo: PQ-A2 Nº Série: Faixa de medição: 0 a 150 mm Resolução: 0,02 mm

44 REDE BRASILEIRA DE CALIBRAÇÃO LABORATÓRIO CORRETA CREDENCIADO PELO INMETRO SOB NÚMERO 0976 CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO Nº 45673/01 8. Resultados Comprimento nominal do padrão [mm] Média das indicações do paquímetro [mm] TABELA DE RESULTADOS Correção Incerteza da correção Repetitividade [mm] ± [mm] ± [mm] 0,000 0,157-0,157 0,016 0,034 2,500 2,661-0,161 0,020 0,041 5,000 5,169-0,169 0,018 0,037 10,000 10,182-0,182 0,019 0,039 30,000 30,192-0,192 0,020 0,041 50,000 50,196-0,196 0,019 0,039 70,000 70,190-0,190 0,021 0,043 90,000 90,185-0,185 0,021 0, , ,183-0,183 0,023 0, , ,178-0,178 0,022 0, , ,174-0,174 0,023 0,045