5
Calibração de Sistema de
Medição
Fundamentos da Metrologia
Científica e Industrial
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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
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 2/40)
5.1
O que é calibração?
E para que serve?
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Calibração
padrão
sistema de
medição
indicação
X
valor
verdadeiro
condições estabelecidas
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 4/40)
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.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 5/40)
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.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 6/40)
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.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 7/40)
5.2
Verificação e Ajuste
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Verificação

Definição:


É uma calibração simplificada que visa testar
se um sistema de medição, ou medida
materializada, está em conformidade com
uma dada especificação. Fornecimento de
evidência objetiva de que um dado item
satisfaz requisitos especificados.
Exemplos:

Taxímetro, bomba de combustível, balança de
supermercado.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 9/40)
Verificação



EXEMPLO 1 Confirmação de que um dado material de
referência, como declarado, é homogêneo para o
valor e para o procedimento de medição em
questão, até uma porção, do material sob medição, com
massa de 10 mg.
EXEMPLO 2 Confirmação de que as propriedades
relativas ao desempenho ou aos requisitos legais são
satisfeitas por um sistema de medição.
EXEMPLO 3 Confirmação de que uma incerteza-alvo
pode ser obtida.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 10/40)
Verificação




NOTA 1 Quando aplicável, recomenda-se que a
incerteza de medição seja levada em consideração.
NOTA 2 O item pode ser, por exemplo, um processo, um
procedimento de medição, um material, um composto
ou um sistema de medição.
NOTA 3 Os requisitos especificados podem ser, por
exemplo, as especificações dum fabricante.
NOTA 4 Em metrologia legal, a verificação, conforme
definida no VIML, e geralmente na avaliação da
conformidade, compreende o exame e a marcação e/ou
a emissão dum certificado de verificação para um
sistema de medição.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 11/40)
Verificação


NOTA 5 A verificação não deve ser confundida com
calibração. Nem toda verificação é uma validação.
NOTA 6 Em química, a verificação da identidade duma
entidade, ou duma atividade, necessita duma descrição
da estrutura ou das propriedades daquela entidade ou
atividade.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 12/40)
Ajuste de um Sistema de
Medição




Conjunto de operações efetuadas num sistema de medição, de
modo que ele forneça indicações prescritas correspondentes a
determinados valores duma grandeza a ser medida.
NOTA 1 Diversos tipos de ajuste dum sistema de medição incluem o
ajuste de zero, o ajuste de defasagem (às vezes chamado ajuste
de “offset”) e o ajuste de amplitude (às vezes chamada ajuste de
ganho).
NOTA 2 O ajuste dum sistema de medição não deve ser confundido
com calibração, a qual é um pré-requisito para o ajuste.
NOTA 3 Após um ajuste dum sistema de medição, tal sistema
geralmente deve ser recalibrado.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 13/40)
5.3
Métodos de Calibração
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Calibração de uma balança
massa-padrão
100,00
100,000
± 0,002 g
comparação
102,40 g
102,40
sistema de medição a calibrar
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 15/40)
Calibração de um bloco padrão
Comparação
Zerando
BP a
calibrar
BP de
referência
-0,00025
0,000001,23760
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 16/40)
Calibração direta
padrão
VVC
comparação
sistema de
medição a
calibrar
ISMC
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 17/40)
Como calibrar o velocímetro de
um automóvel?

Alguém tem aí um “padrão de velocidade”?
78,50
km/h
comparação
80,0 km/h
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 18/40)
Calibração indireta
gerador da grandeza
sistema de
medição a
calibrar
ISMC
sistema de
medição
padrão
comparação
ISMP
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 19/40)
5.4
Rastreabilidade
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definições das
unidades do SI
PPPP
± 0,000005 mm
PPP
± 0,00005 mm
1/10
1/10
PP
± 0,0005 mm
P
± 0,005 mm
SM
± 0,05 mm
1/10
1/10
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 21/40)
Rastreabilidade

Propriedade dum resultado de medição
pela qual tal resultado pode ser
relacionado a uma referência através
duma cadeia ininterrupta e documentada
de calibrações, cada uma contribuindo
para a incerteza de medição.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 22/40)
Rastreabilidade
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
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 23/40)
Baseado em slides de Rodrigo Costa Felix - Inmetro
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 24/40)
5.6
O Sistema Metrológico Brasileiro
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O sistema metrológico brasileiro
Sistema Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial
SINMETRO
Órgão normativo
Órgão executivo
CONMETRO
Conselho Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial
INMETRO
Instituto Nacional de Metrologia,
Normalização e Qualidade Industrial
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 26/40)
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.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 27/40)
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 28/40)
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.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 29/40)
A Coordenação Geral de Acreditação do Inmetro (Cgcre) é o organismo de
acreditação de organismos de avaliação da conformidade reconhecido pelo
Governo Brasileiro. A Cgcre é, portanto, dentro da estrutura organizacional do
Inmetro, a unidade organizacional principal que tem total responsabilidade e
autoridade sobre todos os aspectos referentes à acreditação, incluindo as
decisões de acreditação.
A Metrologia Legal (DIMEL) é parte da metrologia relacionada às atividades
resultantes de exigências obrigatórias, referentes às medições, unidades de
medida, instrumentos e métodos de medição, que são desenvolvidas por
organismos competentes. Tem como objetivo principal proteger o consumidor
tratando das unidades de medida, métodos e instrumentos de medição, de
acordo com as exigências técnicas e legais obrigatórias.
DQUAL – Diretoria de Qualidade.
DIMCI – Divisão de Metrologia Científica e Industrial.
DICLA – Divisão de Acreditação de Laboratórios.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 30/40)
Campus do INMETRO
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 31/40)
Rede Brasileira de Calibração



Laboratórios acreditados e
coordenados pelo Inmetro para, em
seu nome, efetuarem calibrações
oficiais.
Esta rede continha em outubro de
2014 cerca de 331 laboratórios
acreditados.
Certificados com selo do Inmetro
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 32/40)
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 outubro de 2014 cerca
de 664 laboratórios acreditados.
O Brasil necessita cerca de 1000 para atender
a atual demanda (na época da pesquisa 2003).
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 33/40)
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.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 34/40)
5.7
Intercomparações
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Intercomparações
intercomparações
do BIPM
intercomparações
regionais I
intercomparações
regionais II
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 36/40)
5.8
Intervalo de Calibração
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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.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 38/40)
Exemplos de intervalos de
calibração típicos
Blocos-padrão
12 meses
Paquímetros
6 meses
Micrômetros
3 a 6 meses
Trenas
6 meses
Massas padrão
Balanças
24 meses
12 a 36 meses
Barômetros
6 a 12 meses
Transdutores de força
12 a 24 meses
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 39/40)
5.9
Roteiro de Calibração
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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.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 41/40)
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.
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 42/40)
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) mm, 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
Dat a de emissão: 14/03/2003
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Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 43/40)
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
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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
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
Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 45/40)