Análise dos Sistemas de Medição - Aula 07

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Capítulo 4 
ASPECTOS 
METROLÓGICOS 
DO SISTEMA 
DA QUALIDADE
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
Capítulo 4
 
ASPECTOS METROLÓGICOS DO SISTE-
MA DA QUALIDADE
A metrologia pode ser definida como uma ciência relacio-
nada à medição, logo, podemos entender que todo este livro 
tratou de aspectos específicos da metrologia. O foco principal 
desta ciência é desde a confiabilidade, credibilidade e quali-
dade às medidas que estão presentes em nosso meio, seja ele 
industrial ou não, de forma direta e indireta.
No aspecto industrial, principalmente no que tange à toma-
da de decisão, a abrangência desta ciência é imensa, segundo 
o Inmetro aborda:
Instrumentos submetidos ao controle metrológico: 
• Balanças
• Pesos
• Bombas medidoras de combustíveis
• Veículos-tanque (caminhão e vagão)
• Carrocerias para carga sólida
• Taxímetros 
• Medidas de capacidade para líquidos
• Medidas materializadas de comprimento (metros, trenas)
• Termômetros para derivados de petróleo e álcool
• Densímetros para derivados de petróleo e álcool
• Termômetros clínicos
• Medidores de energia elétrica eletromecânicos
• Hidrômetros (medidores de água fria)
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
• Medidores de gás domiciliares
• Sistemas de medição de líquidos criogênicos
• Sistemas de medição de gás combustível comprimido
• Cronotacógrafos
• Medidores de velocidade 
• Medidores de gás tipo rotativo e tipo turbina
• Analisadores de gases veiculares (aprovação de modelo)
• Etilômetros
• Medidores de pressão sangüínea (esfigmomanômetros)
• Opacímetros (aprovação de modelo)
• Medidores de energia elétrica eletrônicos (apro-
vação de modelos)
• Sistemas de medição utilizados para líquidos e gases
• Medidores de comprimento
• Frenômetros de rolos
Produtos pré-medidos submetidos ao controle metrológico:
• Alimentícios 
• Têxteis 
• Gás engarrafado
• Higiene e limpeza
• Material escolar
• Material de escritório
• Medicamentos 
• Cosméticos
• Material para construção
• Químicos
• Sazonais
• Cesta básica
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
Envolvem o comércio, a indústria, a saúde, a segurança, a 
defesa e o meio ambiente. A importância de uma base metro-
lógica adequada para o Brasil se relaciona principalmente com 
a capacidade de promover exportações e barrar importações 
de baixa qualidade. Essa ciência traria um subsídio para o 
crescimento inclusive de cidadania, já que um maior conhe-
cimento e aplicação da metrologia aumenta a demanda por 
serviços de qualidade relacionado com a saúde, a segurança 
e o meio ambiente.
Cabe notar que se estima que em países industriali-
zados uma porcentagem de 4% a 6% do PIB se destina à 
metrologia, já que esse países dependem diretamente de 
suas exportações. A referência em qualidade também se 
nota quando comparamos a qualidade de importação de 
produtos de um mesmo país para países ditos desenvolvidos 
e países subdesenvolvidos.
A metrologia também exerce um importante papel na 
inovação tecnológica, pois uma infraestrutura laboratorial 
adequada, oferecendo serviços de medição com qualidade 
contribui para o setor industrial/empresarial reduzindo custos 
e tempo no desenvolvimento e avaliação de novidades.
Em geral o esforço deve ser alinhado com políticas públi-
cas de apoio ao desenvolvimento produtivo. Hoje esse papel 
é feito na esfera federal principalmente pelo Inmetro. Um 
exemplo dessa participação do poder público seria a NBR 
ISO/IEC 17025. 
Essa NBR trata dos requisitos gerais para a competência de 
laboratórios de ensaio e calibração, que tem como objetivo prin-
cipal assegurar a emissão de resultados confiáveis para clientes 
apresentados com níveis de incerteza válidos por laboratórios 
preocupados em minimizar erros de medição.
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
Borchardt (1999) afirma que a metrologia traça um binômio 
com a qualidade, sendo esse indissociável, já que a base técnica 
da qualidade é dada pela metrologia. Retomando o ciclo PDCA:
Figura 26 – Ciclo PDCA
(Fonte: http://www.sobreadministracao.com/o-ciclo-pdca-deming- 
e-a-melhoria-continua/)
Podemos perceber que, em todas as fases, o ato de medir 
está envolvido tanto no estabelecimento do plano de ação quanto 
na execução do plano, mais presente na verificação das metas, 
mas também fazendo parte da ação.
Como efeito dessa ampla ação, percebemos que a metrolo-
gia é aplicada desde o chão de fábrica até o desenvolvimento de 
novas tecnologias. De certa forma, essa ciência é fundamental 
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
em todas as etapas industriais, inclusive sendo etapa exigida 
na implantação de sistemas de qualidade, evidenciadas de 
maneira clara nas ISO da série 9000.
• ISO 9001 - orientações sobre a qualidade dos projetos, 
bem como o seu desenvolvimento, produção, instalação 
e manutenção. É uma das normas mais específicas e 
mostra como deve ser cada processo da empresa. Ela 
envolve as normas 9002 e 9003;
• ISO 9004 - estabelece as diretrizes para o sucesso 
sustentado - orientações básicas para a implantação 
do sistema de gestão da qualidade;
• ISO 19011 - possui as diretrizes para auditorias 
de sistema de gestão. (http://gestao-de-qualidade.
info/iso-9000.html)
A história da metrologia no Brasil possui registro desde 
a época do Império. Apesar de a ciência ter se popularizado e 
passado a ser empregada com mais técnica na década de 1990, 
sua legislação mais sólida inicia-se em 1973, principalmente pela 
necessidade do país que estava em desenvolvimento industrial.
Essa lei instituiu o Sistema Nacional de Metrologia, Nor-
malização e Qualidade Industrial, SINMETRO, que tinha a 
função de formular a normatização para metrologia do país, 
entre outras, além do órgão normativo o Conselho Nacional 
de Metrologia Normalização e Qualidade Industrial, CONME-
TRO, que trabalha em parceria com a Associação Brasileira 
de Normas Técnicas, ABNT.
Essa nova lei também cria o INMETRO (Instituto Nacional 
de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), que tem 
suas atividades básicas estruturadas em três grandes áreas:
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
• DIMEL – Diretoria de Metrologia Legal
• DIMCI – Diretoria de Metrologia Científica e Industrial
• DINQP – Diretoria de Qualidade Industrial, Norma-
lização e Produtividade.
A metrologia tem atuação marcante em 3 vertentes segundo 
Fernandes, Neto e Silva (2009), sendo elas:
1) Científica:
Trata fundamentalmente dos padrões de medições in-
ternacionais relacionados ao mais alto nível de qualidade 
das medidas, dos desdobramentos que essa vertente alcança 
nas medição industrial, sendo essa responsável pelo con-
trole de processo produtivo, garantindo a qualidade dos 
produtos finais.
2) Industrial:
A metrologia industrial depende fundamentalmente da 
parte científica para evoluir, e sua normatização é regida pelo 
órgão INMETRO, este com a responsabilidade de manter as 
unidades fundamentais de medidas no Brasil. A disseminação 
de metodologia se dá através dos laboratórios de calibração 
creditados pelo Inmetro. O papel desses laboratórios e a cali-
bração serão discutidos em tópico posterior.
3) Legal:
A metrologia legal é a área referente às exigências legais, 
de aspecto técnico ou administrativo. Este caso as leis são 
promulgadas pelo governo e sua base tem como referência 
as recomendações da Organização Internacional de Metrolo-
gia Legal (OIML).
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
Figura 27 – Áreas da atuação da metrologia.
(Fonte: http://www.revistaanalytica.com.br/metrologia-cientifica-e-in-
dustrial-ciencia-e-tecnologia-apoiando-a-inovacao-e-competitividade-
-da-industria/)
A Figura 26 aponta de maneira lúdica as principaisapli-
cações da metrologia, já a Figura 27 faz um desbravamento 
das diversas funções por meio da topografia industrial, dando 
ênfase na metrologia dimensional.
Figura 28 – Topografia industrial.
(Fonte: http://mundogeo.com/blog/1999/04/15/topografia-industrial- 
um-campo-com-muitas-oportunidades/)
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
Uma das características mais interessantes no que diz 
respeito a técnicas de metrologia trata da rastreabilidade, que 
pode ser entendida como a capacidade de traçar um histórico, 
aplicação ou mesmo a localização de um item por meio de 
informações previamente registradas.
Na prática, a grandeza em um processo de medição ou 
de controle deve obedecer a uma cadeia de rastreabilidade, de 
modo a entendermos a distância entre o valor obtido e o valor 
conhecido em qualquer item do sistema.
Por exemplo, em um processo de controle, devemos ser capazes 
de identificar a peça, o lote, o operador e o momento em que foi 
produzida uma peça que tenha sido afligida por uma causa especial. 
Sem esse controle, o sistema de medição, mesmo que tenha precisão 
e acurácia, pode não ter serventia prática, sem a rastreabilidade.
Figura 29 – Rastreabilidade.
(Fonte: Fernandes, Neto e Silva, 2009)
4.1 CONCEITOS BÁSICOS DA 
METROLOGIA
Iremos apresentar os conceitos básicos de engenharia por 
meio de Borchardt (1999), iniciando pelo que a autora identifica 
como conceitos genéricos:
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• Comprovação metrológica: indica o conjunto de ope-
rações que asseguram que um equipamento de medi-
ção específico está em condições de conformidade de 
acordo com seus requisitos mínimos de uso.
• Intervalo de tolerância: identifica a diferença entre os 
limites de tolerância especificados para cada produto, 
processo ou componente, em geral, aplicado por meio 
da distribuição normal e do teorema central do milite.
• Limites de tolerância: são os limites inferior e superior 
para determinado produto, processo ou componente, 
em geral, aplicado por meio da distribuição normal e 
do teorema central do milite.
P X Z < < X Z 1 a
P X t
2 1 5 2
2
a a
a
n n
/ /
/
2 2
2
�
�
�





 < < X t 1 a
P P Z < 
s
n
s
n
pq
n
p
a
a
� 1 5 2
2
/
/
2
2






<< P Z 1 a
 
1 5 2
5
a
pq
n
P
x
n
/2






• Certificado de calibração: registro gerado por um for-
necedor de serviços de calibração. Indica as condições 
e resultados obtidos na calibração do instrumento.
• Relatório de calibração: registro interno de uma empre-
sa ou laboratório que documenta os resultados obtidos 
na calibração de um sistema de medição.
Observação: a calibração pode ser definida como:
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
Operação que estabelece, numa primeira etapa e sob 
condições especificadas, uma relação entre os valores e as 
incertezas de medição fornecidos por padrões e as indicações 
correspondentes com as incertezas associadas; numa segunda 
etapa, utiliza esta informação para estabelecer uma relação 
visando à obtenção de um resultado de medição a partir de 
uma indicação. (KOBAYOSHI, 2012)
• Valor medido: valor indicado pelo instrumento sob calibração.
Conceitos relacionados a grandezas e medidas:
• Grandeza, como um atributo de um corpo, substância 
ou fenômeno que pode ser distinguido de maneira 
qualitativa ou determinado de forma quantitativa.
• Unidade: grandeza específica, definida e elaborada por 
uma conversão, pode ser comparada com outras gran-
dezas de mesma natureza e expressa uma magnitude.
• Valor verdadeiro: valor de uma grandeza específica, 
que pode ser obtido por uma medição perfeita. Pela 
falta de possibilidade de realizar uma medição perfeita, 
dizemos que os valores perfeitos são na verdade indeter-
minados, logo, é mais usual nos referirmos a um valor 
verdadeiro, do que ao o valor verdadeiro. Por exemplo 
o valor nominal em uma lata de refrigerante é de 350 
ml, mas com uma medição acurada, provavelmente 
encontraríamos um valor diferente em cada lata de 
refrigerante, de acordo com os limites de especificação.
• Valor verdadeiro convencional: valor atribuído a uma 
grandeza específica, por exemplo, um padrão de refe-
rência como a lata de refrigerante que deve ter 350 mL.
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
• Grandeza de influência: grandeza não mensurada e que 
afeta os resultados da medição, por exemplo a tempera-
tura de um equipamento de medição de comprimento.
Sobre as medições, elas são diferenciadas como:
• Medição: conjunto de operações que tem como fim 
determinar o valor de uma grandeza.
• Metrologia: ciência das medições, focada nas carac-
terísticas destas, em instrumentos, no modo de uso e 
em como utilizar o equipamento.
• Metrologia dimensional: parte da metrologia que se 
dedica à medição de grandezas que têm como base o 
comprimento, por exemplo, a área e o ângulo.
Sobre os resultados das medições:
• Exatidão: grau de acerto entre o resultado medido e o 
valor verdadeiro mensurado. Uma observação impor-
tante é que exatidão se difere do termo precisão por 
ser um conceito relativo.
• Erro de medição: diferença entre o resultado da medição e 
o valor verdadeiro convencional. Essa medida é adaptada 
quando o instrumento sob calibração é um instrumento 
de medida materializada e o padrão é um instrumento 
mostrador para valor medido menos valor nominal.
• Incerteza de medição: é o parâmetro associado ao 
resultado de uma medição que traz características a 
respeito da mensuração da dispersão dos valores, por 
exemplo, a amplitude, ou mesmo o desvio padrão obtido 
entre os valores obtidos e o valor nominal.
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
• Repetitividade: grau de concordância entre os resul-
tados das medições de uma mesma peça nas mesmas 
condições de medição. Essas condições são chamadas 
condições de repetitividade.
Figura 30 – Alvos e repetitividade.
(Fonte: Fernandes, Neto e Silva; 2009)
Para entermos melhor a ideia de repetitividade, note que 
na Figura 24 o alvo A apresenta um conjunto de dados de boa 
repetitividade, mas longe dos valores de referência, o que nos 
indica que há baixa exatidão, enquanto no alvo B a exatidão 
está boa, mas a repetitividade está baixa, causando muita 
dispersão. O alvo C tem uma exatidão que não está boa, e 
sua repetitividade também baixa, sendo o alvo D aquele que 
apresenta uma boa repetitividade e boa exatidão.
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
• Reprodutibilidade representa o grau de concordância 
dos valores das medições. É necessário especificar as 
condições para analisar a reprodutibilidade; essas condi-
ções se relacionam com: método, padrão de referência, 
utilização e tempo empregado.
• O resultado da medição trata do valor obtido ou mensu-
rado em um processo de medição, ou a média aritmética 
dos resultados, quando a medição é feita diversas vezes.
Sobre os instrumentos de medição:
Figura 31 – Instrumentos de medição.
(Fonte: http://cad.cursosguru.com.br/novidades/inovacoes-no- 
processo-de-metrologia-na-industria/)
• Equipamento de medição: são considerados todos os 
instrumentos de medição. Assim como os padrões de 
medição e os materiais de referência, é considerado 
também o material usado na calibração.
• Faixa de indicação: trata de conjunto de valores estre-
mos indicados pelo equipamento de medição, como se 
fosse uma medida mínima e máxima.
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
• Instrumento de medição: aparelho destinado a realizar 
medições, vide Figura 30, que possa ser usado sozinho 
ou em conjunto com outro equipamento.
• Instrumento de medida materializada: dispositivodestina-
do a reproduzir durante seu uso, um ou mais valores pré-de-
terminados ou não, para comparação entre duas grandezas.
• Instrumento mostrador: instrumento de medição que 
apresenta indicação.
Sobre as características dos instrumentos de medição:
• Faixa de medição: conjunto de valores de uma medição, 
no qual admitimos que o erro de um instrumento de 
medição está dentro dos limites especificados.
• Faixa nominal: faixa de indicação em que se pode 
obter uma posição específica dos controles de um ins-
trumento de medição.
• Limite de erro permissível: valores extremos de um 
erro, em geral, permitido por manuais ou regulamento.
• Resolução: trata da menor diferença entre indicações de um 
dispositivo que pode ser percebida de forma significativa.
• Valor nominal: valor aproximado ou arredondado in-
dicado para uma característica de um instrumento de 
medição que auxilia em sua utilização.
Sobre os padrões, podemos destacar:
• Aferição: termo em desuso que representa o mesmo 
que calibração.
• Calibração: operações que estabelecem, sob condições 
específicas, a relação entre os valores indicados por um ins-
trumento de medição ou sistema de medição e os valores 
correspondentes da grandeza estabelecidos por padrões.
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4 • Aspectos Metrológicos Do Sistema Da Qualidade ANÁLISE DOS SISTEMAS DE MEDIÇÃO
Figura 32 – Calibração.
(Fonte: http://www.asme.eng.br/calibracao-rbc-x-calibracao-rastreada/)
• Procedimento de calibração: conjunto de operações 
descritas de maneira específica e usadas na execução 
de medições para permitir que o instrumentista realize 
a calibração sem a necessidade de coletar informa-
ções adicionais.
• Padrão: se refere à medida materializada, intrumento 
de medição ou material de referência que se destina a 
definir, conservar ou reproduzir um ou mais valores de 
determinadas grandezas que servem de referência.
• Padrão de referência: padrão definido com a melhor 
tecnologia disponível. Será a partir desse padrão que 
as medidas executadas serão derivadas.
• Padrão de trabalho: rotina utilizada na calibração ou 
controle das medições materializadas, bem como dos 
instrumentos de medição ou materiais de referência.
• Rastreabilidade: relação de um resultado de uma medi-
ção com referências estabelecidas, geralmente associado 
a padrões nacionais ou internacionais através de uma 
cadeia de comparações com erros conhecidos.