Metrologia e Calibração de Equipamentos

Prévia do material em texto

METROLOGIA E CONFIABILIDADE DE EQUIPAMENTOS
TUTOR: ÍCARO J. R. QUEVEDO
CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS
É de interesse na metrologia realizar um ajuste do instrumento de medição sendo utilizado de forma a eliminar o erro sistemático, permitindo que a medição da grandeza seja realizada de forma direta.
CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS
O processo de calibração tem por objetivo tornar as medições realizadas por um instrumento de medição melhores, tornando-as mais próximo da realidade.
O processo de calibração é não apenas algo que é realizado uma única vez e depois considera-se o instrumento “calibrado.” É muito comum que os instrumentos de medição acumulem erros com o passar do tempo, necessitando uma regular determinação dos erros presentes nele.
CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS
A determinação da qualidade destes instrumentos divide-se em dois processos principais: verificação e calibração. A verificação é um processo que não busca realizar alterações sobre o instrumento de medição, mas apenas determinar se está conforme o desejado, com os erros gerados pelo instrumento dentro de certo limite.
CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS
A verificação pode ter dois resultados: a conformidade, significando que o equipamento poderá ser colocado em serviço, ou a não-conformidade, que significa que o instrumento não está apropriado para serviço e deve ser ajustado ou regulado antes que possa ser utilizado com confiabilidade.
CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS
O processo de calibração, por outro lado, é realizado quando o instrumento não está de acordo com o desejado e busca-se determinar o nível de incerteza possuído pelo instrumento. Este processo geralmente é seguido de uma correção do equipamento, que pode ser dividida em duas categorias quanto à forma em que é realizada: ajuste e regulagem.
CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS
O ajuste é uma operação em que se utiliza um padrão e ferramentas auxiliares para a calibração de forma que os resultados das medições fiquem compatíveis com o desejado. Este processo geralmente é realizado por um técnico especializado. O ajuste pode ser de diversas formas, como o ajuste de zero do instrumento, em que se busca que o zero deste corresponda com o zero real, o ajuste de defasagem e o ajuste de amplitude, também chamado de ajuste de ganho.
CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS
A regulagem, por outro lado, é um processo mais simples realizado, utilizando apenas aquilo que é disponível no próprio instrumento, que geralmente pode ser realizado pelo usuário comum. Um exemplo da regulagem é a zeragem de uma balança através do botão definido para esta função.
CALIBRAÇÃO DE INSTRUMENTOS
A característica da calibração direta é o uso de um único instrumento de medição: aquele que se deseja calibrar e nenhum outro. 
A calibração é chamada de indireta, por outro lado, é realizada com uso de um instrumento de medição auxiliar que já esteja calibrado corretamente, chamado de instrumento padrão. Isto é vantajoso em casos em que a grandeza medida pelo instrumento não possui um padrão fácil de medir. Por exemplo: velocímetro; é difícil definir um “padrão de velocidade”, que possa ser medido por um velocímetro comum, portanto, a sua calibração é mais facilmente realizada utilizando uma comparação com um outro velocímetro já calibrado.
CURVAS DE CALIBRAÇÃO
Enquanto uma calibração simples consiste apenas na comparação com um padrão em um único ponto, ou em um número pequeno de pontos, é possível realizar uma análise mais completa das incertezas do instrumento de medição, comparando os seus resultados com a referência em todos os pontos possíveis. O resultado deste método é chamado de curva de calibração
CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO
Após concluída a calibração, o resultado pode ser explicitado em um documento, chamado de certificado de calibração, como na Figura 7, muitas vezes podendo ser realizado por instituições licenciadas para este serviço.
CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO
O certificado de calibração pode conter dados do equipamento muito úteis para o operador, como as condições de referências do instrumento e os resultados obtidos durante a calibração, incluindo as incertezas medidas.
CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO
A norma ANBT NBR-ISO 17025 descreve o que devem conter os certificados de calibração, o que inclui: informações sobre o laboratório onde foram feitos os ensaios, descrição dos equipamentos envolvidos, as condições do ambiente relevantes utilizadas durante o ensaio de calibração, as incertezas medidas para cada teste realizado e evidência da rastreabilidade da calibração.
CERTIFICADO DE CALIBRAÇÃO
Quando realizado o processo de verificação, também será emitida um certificado, que pode tomar a forma de um selo quando emitido pelo INMETRO. Este selo pode ser lido via leitura eletrônica ou rastreado pelo número inscrito de forma a verificar sua autenticidade. Ele não deve ser removido do instrumento pois irá causar a destruição do próprio selo.
TOLERANCIA
Tolerância é definida como o limite de variação que uma dimensão de uma peça pode possuir que é considerada aceitável. Por exemplo: um eixo que possui diâmetro médio de 30,00 mm e que pode variar entre 29,80 mm e 30,20 mm. Neste caso, a tolerância do objeto seria de 0,40 mm.
TOLERANCIA
Esta tolerância não precisa necessariamente ser uma dimensão de comprimento, mas pode ser uma propriedade do objeto. Um resistor elétrico pode possui uma resistência de 100 Ω com uma tolerância de 0,5 Ω; uma bomba pode gerar uma pressão de 2 kPa com tolerância de 50 Pa; uma caixa de leite pode possuir 1 L de leite com uma tolerância de 10 mL, e assim por diante para outros casos. 
TOLERANCIA
A escolha da tolerância não é um processo feito ao acaso; a escolha deve ser feita com cuidado, pois a tolerância não deve ser nem muito relaxada nem muito restritiva. Isto ocorre devido a dois fatores limitantes: o custo de produção e verificação e aos limites para o funcionamento da peça. 
TIPOS DE TOLERANCIAS
As tolerâncias podem ser divididas em três tipos principais: limites, tolerância unilateral e tolerância bilateral. 
TIPOS DE TOLERANCIAS
Limites referem-se a uma situação em que não é fornecida a dimensão da peça junto a uma incerteza, mas apenas os limites inferior e superior da dimensão em questão, geralmente indicados um acima da outro.
TIPOS DE TOLERANCIAS
Tolerância unilateral significa que a dimensão em questão da peça só pode ter erro em uma direção, por exemplo, uma garrafa de água de 1L que deve ter 1L de água, podendo possuir até 10 ml acima disto, mas não pode estar abaixo. 
TIPOS DE TOLERANCIAS
A tolerância bilateral permite erro em ambas as direções, sendo indicada pelo símbolo ±X ao lado da dimensão, onde X é o valor da tolerância. A tolerância bilateral não é necessariamente simétrica, podendo ter valores diferentes nas direções positiva e negativa, indicada pelos símbolos +X e –Y ao lado da dimensão, um acima do outro.
CONTROLE DE QUALIDADE
O objetivo central do controle de qualidade é buscar um balanço destes vários fatores que afetam os custos e ganhos da empresa, de forma a prover produtos de boa qualidade e maximizar o lucro obtido.
O controle de qualidade é centrado na ideia de minimizar os custos de produção e maximizar o lucro no final das contas. Para isto, é necessário inicialmente analisar dois pontos centrais: o custo de qualidade e o custo de não qualidade. 
CONTROLE DE QUALIDADE
O custo de qualidade refere-se ao aumento de custo necessário para melhorar qualquer parte do processo de produção de uma empresa, o que costuma resultar em um custo que pode ser de capital inicial ou ao longo do tempo.
CONTROLE DE QUALIDADE
As inspeções realizadas pela empresa também contribuem para as despesas acumuladas. O aumento da qualidade implica a realização de inspeções mais frequentes e mais longas, possivelmente devido a mudanças na amostragem, que pode ser mais rigorosa para se ter mais certeza da alta qualidade do produto.
CONTROLE DE QUALIDADE
Já o custo de não qualidade é o oposto do custo de qualidade, pois se refere não a custos diretos no processo,mas a custos que surgem como resultado de a empresa ignorar as normas estabelecidas e cortar custos de produção de forma a construir produtos com tolerâncias mais relaxadas e pior garantia de funcionamento. Ele é um resultado de falhas que ocorrem dentro ou fora da empresa.
CONTROLE DE QUALIDADE
O controle de qualidade por atributos trata não de dimensões mensuráveis, mas sim de qualidades dos objetos. A resposta que se busca desta forma de verificação geralmente será um resultado de sim ou não.
FREQUENCIA DE AMOSTRAGEM
A frequência de amostragem refere-se a basicamente qual porcentagem dos itens produzidos deve ser verificada. Existe uma distinção importante entre duas classes principais: 100% da produção e por amostragem. 
A classe de 100% de produção ocorre, como o próprio nome diz, quando é necessário realizar a verificação de todos os produtos produzidos pela empresa, sem exceção, pois a probabilidade de falha é considerável. O processo incapaz, da Figura 11, é um exemplo de tal situação.
POSICIONAMENTO DE CONTROLE DE QUALIDADE
O controle de qualidade no final do processo, como o próprio nome indica, consiste na realização da verificação ao final do processo produtivo, quando o produto criado está essencialmente pronto. Esta é a opção mais simples e intuitiva, resultando ou na aprovação do produto, que será então vendido ao cliente, ou na rejeição, que resultará no refugo ou retrabalho.
POSICIONAMENTO DE CONTROLE DE QUALIDADE
O baixo investimento inicial para instalar este método de controle de qualidade, assim como o baixo custo para operá-lo, são suas principais vantagens com relação aos outros métodos listados. 
A segunda opção é o controle de qualidade entre etapas, que possui uma ideia similar àquela do controle de qualidade no final, mas que nestes casos será realizado entre as várias etapas do processo produtivo.