05/08/2014. Posso confiar no que o sistema de medição indica? CALIBRAÇÃO. Slides baseados no livro FMCI - Professor Armando Albertazzi

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1 Calibração de Sistema de Medição 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 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 2/40) O que é calibração? E para que serve? 1

2 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) 2

3 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) 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. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 9/40) 3

4 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. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 10/40) 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 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 11/40) Métodos de Calibração 4

5 Calibração de uma balança massa-padrão 100,000 ± 0,002 g 102,40 g 100,00 comparação 102,40 sistema de medição a calibrar Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 13/40) Calibração de um bloco padrão Comparação Zerando BP a calibrar BP de referência -0, , , Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 14/40) Calibração direta padrão VVC comparação sistema de medição a calibrar I SMC Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 15/40) 5

6 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 16/40) Calibração indireta gerador da grandeza sistema de medição a calibrar sistema de medição padrão I SMC comparação I SMP Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 17/40) Rastreabilidade 6

7 definições das unidades do SI 1/10 1/10 1/10 1/10 PPPP PPP PP P SM ± 0, mm ± 0,00005 mm ± 0,0005 mm ± 0,005 mm ± 0,05 mm Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 19/40) 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. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 20/40) 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 21/40) 7

8 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 INMETRO Órgão executivo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 23/40) 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 24/40) 8

9 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 25/40) Campus do INMETRO Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 26/40) Rede Brasileira de Calibração Laboratórios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem calibrações oficiais. Esta rede continha em Julho de 2003 cerca de 205 laboratórios acreditados. Certificados com selo do Inmetro Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 27/40) 9

10 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 Julho de 2003 cerca de 140 laboratórios acreditados. O Brasil necessita cerca de 1000 para atender a atual demanda. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 28/40) 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 29/40) Intercomparações 10

11 Intercomparações intercomparações do BIPM intercomparações regionais I intercomparações regionais II Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 31/40) 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. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 33/40) 11

12 Exemplos de intervalos de calibração típicos 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 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 34/40) 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. Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 36/40) 12

13 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 37/40) 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: Paquímetr o 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 apl icada 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) m, L em mm Rastreabilidade: Certificado de calibração Correta 23201, de 02/10/2002, válido até 01/05/ Resultados TABELA DE RESULTADOS Comprimento Média das Correção Incerteza da Repetitividade nominal do indicações do correção padrão paquímetro [mm] [mm] [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. Err o máximo do paquímetro nas condições de calibr ação: (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 Té cnico Té cnico Metrologista Data de calibração: 14/03/2003 Data de emissão: 14/03/ 2003 Pág in a: 2 de 2 Data de calibração: 14/03/2003 Data de emissão: 14/03/ 2003 Págin a: 1de 2 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 38/40) 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: Faixa de medição: 0 a 150 mm Resolução: 0,02 mm Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 39/40) 13

14 REDE BRASILEIRA DE CALIBRAÇÃO LABORATÓRIO CORRETA CREDENCIADO PELO INMETRO SOB NÚMERO 0976 CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO Nº 45673/01 8. Resultados TABELA DE RESULTADOS Comprimento Média das Correção Incerteza da Repetitividade nominal do indicações do correção padrão paquímetro [mm] [mm] [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 Fundamentos da Metrologia Científica e Industrial - Capítulo 5 - (slide 40/40) Observações: o valor da correção deve sempre ser somado à indicação. 14