6
Calibração de Sistemas de
Medição
Fundamentos de Metrologia
Motivação
definição do
mensurando
procedimento
de medição
resultado da
medição
condições
ambientais
Posso confiar no que
o sistema de medição
indica?
operador
sistema de
medição
CALIBRAÇÃO
6.1
O que é calibração?
E para que serve?
Calibração
padrão
sistema de
medição
indicação
X
valor
verdadeiro
condições estabelecidas
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.
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
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
Aumenta a
Confiabilidade
das Decisões
Melhoria da
Qualidade dos
Resultados das
Medições
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.
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 e/ou um certificado.
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
-Padrão Materializado
-Instrumento de Medição
-SM Padrão
Laboratório de Calibração
- Credenciado
- Não credenciado
Certificado de Calibração
-apresentam os erros do
instrumento/padrão
6.2
Verificação, Ajuste e Regulagem
Verificação
„
Definição:
„
„
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 de
supermercado.
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, semi-automático ou manual.
É normalmente efetuado por técnico especializado.
Exemplos:
„
„
Ajuste do zero de um manômetro
Ajuste do fator de amplificação de um medidor de
forças elétrico.
Regulagem
„
Definição:
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 eletrônica
usando um botão apropriado para tal
6.3
Métodos de Calibração
Calibração de uma balança
massa-padrão
100,00 g
100,000
± 0,002 g
comparação
102,40 g
sistema de medição a calibrar
102,40 g
Ã
Ç
A
R
B
LI ETA
A
C D IR
O
Calibração de um bloco padrão
Ã
Ç
A
R
B
LI ETA
A
C D IR
O
Comparação
Zerando
-0,00025
0,00000
1,23760-
BP a
calibrar
BP de
referência
Calibração direta
padrão
VVC
VVC
comparação
sistema de
medição a
calibrar
IISMC
SMC
Como calibrar o velocímetro de
um automóvel?
„
Alguém tem aí um “padrão de velocidade”?
78,50
km/h
comparação
ÃO
Ç
A
R
A
B
I
T
L
E
CA DIR
IN
80,0 km/h
Calibração indireta
gerador da grandeza
sistema de
medição a
calibrar
ISMC
I
SMC
sistema de
medição
padrão
comparação
ISMP
I
SMP
6.4
Rastreabilidade
definições das
unidades do SI
PPPP
± 0,000005 mm
PPP
± 0,00005 mm
1/10
1/10
PP
± 0,0005 mm
1/10
P
1/10
R
Á
E
R
T
AS SM
L± 0,005 mm
E
V
± 0,05 mm
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 de uma cadeia
contínua de comparações, todas tendo
incertezas estabelecidas.
Rastreabilidade
BI
PM
unidades do SI
padrões internacionais
LN
padrões nacionais
M
C
padrões de referência de
laboratórios de calibração
ib
al
çã
ra
o
s
En
padrões de referência de
laboratórios de ensaios
ai
os
d
In
ús
a
tri
e
padrões de trabalho
de laboratórios de
chão de fábrica
ou
s
tro
Exemplo Rastreabilidade
6.6
O Sistema Metrológico Brasileiro
O sistema metrológico brasileiro
Sistema Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial
SINMETRO
Órgão normativo
CONMETRO
Conselho Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial
Órgão executivo
INMETRO
Instituto Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial
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.
Laboratório 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.
Divisão de Metrologia Química e Ambiental.
Laboratório de Tempo e Freqüência vinculado ao
Observatório Nacional.
Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações
Ionizantes.
Campus do INMETRO
Rede Brasileira de Calibração
„
„
„
Laboratórios acreditados e
coordenados pelo Inmetro para, em
seu nome, efetuarem calibrações
oficiais.
Esta rede continha em Março de
2007 cerca de 326 laboratórios
acreditados.
Certificados com selo do Inmetro
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 17025.
„
Rede Brasileira de Laboratórios
de Ensaios
„
„
„
Laboratórios 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 de 2007 cerca de
231 laboratórios acreditados.
O Brasil necessita cerca de 1000 para atender
a atual demanda.
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.
6.7
Intercomparações
Intercomparações
intercomparações
do BIPM
intercomparações
regionais I
intercomparações
regionais II
6.8
Intervalo de Calibração
De quanto em quanto tempo é
necessário calibrar?
„
Depende...
...da intensidade de uso;
„ ...das condições de uso;
„ ...do tipo de sistema de medição;
„ ...das normas e recomendações técnicas;
„ ...da política da empresa.
„
Exemplos de intervalos de
calibração típicos
Blocos-padrão
12 meses
Paquímetros
6 meses
Micrômetros
3 a 6 meses
Trenas
Massas padrão
Balanças
Barômetros
Transdutores de força
6 meses
24 meses
12 a 36 meses
6 a 12 meses
12 a 24 meses
6.9
Roteiro de Calibração
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.
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 ou equivalente do certificado.
REDE BRASILEIRA DE CALIBRAÇÃO
LABORATÓRIO CORRETA
CREDENCIADO PELO INMETRO SOB NÚMERO 0976
REDE BRASILEIRA DE CALIBRAÇÃO
LABORATÓRIO CORRETA
CREDENCIADO PELO INMETRO SOB NÚMERO 0976
CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO Nº 45673/01
CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO Nº 45673/01
1. Contratante:
Photonita Ltda
Av. do Surf s/Nº - Florianópolis, SC
8. Resultados
Comprimento
nominal do
padrão
[mm]
0,000
2,500
5,000
10,000
30,000
50,000
70,000
90,000
110,000
130,000
150,000
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:
7075242
Faixa de medição:
0 a 150 mm
Resolução:
0,02 mm
TABELA DE RESULTADOS
Média das
Correção
Incerteza da
indicações do
correção
paquímetro
[mm]
[mm]
± [mm]
0,157
-0,157
0,016
2,661
-0,161
0,020
5,169
-0,169
0,018
10,182
-0,182
0,019
30,192
-0,192
0,020
50,196
-0,196
0,019
70,190
-0,190
0,021
90,185
-0,185
0,021
110,183
-0,183
0,023
130,178
-0,178
0,022
150,174
-0,174
0,023
Repetitividade
± [mm]
0,034
0,041
0,037
0,039
0,041
0,039
0,043
0,043
0,045
0,044
0,045
(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 01/05/2003.
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.
Regina C. Correta
Gerente Técnico
7. Condições ambientais durante a calibração:
Paulo A. Padrão
Técnico Metrologista
Temperatura: (20,0 ± 0,5) °C
Umidade relativa do ar: (50 ± 10) %
Data de calibração: 14/03/2003
Data de calibração: 14/03/2003
Dat a de emissão: 14/03/2003
Págin a: 1de 2
Dat a de emissão: 14/03/2003
Página: 2 de 2
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:
7075242
Faixa de medição:
0 a 150 mm
Resolução:
0,02 mm
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]
0,000
2,500
5,000
10,000
30,000
50,000
70,000
90,000
110,000
130,000
150,000
Ob
õ
l d
TABELA DE RESULTADOS
Correção
Incerteza da
Média das
correção
indicações do
paquímetro
[mm]
[mm]
± [mm]
0,157
-0,157
0,016
2,661
-0,161
0,020
5,169
-0,169
0,018
10,182
-0,182
0,019
30,192
-0,192
0,020
50,196
-0,196
0,019
70,190
-0,190
0,021
90,185
-0,185
0,021
110,183
-0,183
0,023
130,178
-0,178
0,022
150,174
-0,174
0,023
ã d
d à i di
ã
Repetitividade
± [mm]
0,034
0,041
0,037
0,039
0,041
0,039
0,043
0,043
0,045
0,044
0,045