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FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes REPETITIVIDADE (estimativa)REPETITIVIDADE (estimativa) FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes Estimativa da repetitividade (para 95,45 % de probabilidade) A repetitividade define a faixa dentro da qual, para uma dada probabilidade, o erro aleatório é esperado. REPETITIVIDADE - ESTIMATIVA FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes Estimativa da repetitividade (para 95,45 % de probabilidade) Para amostras infinitas:Para amostras infinitas: Re = 2 . Re = 2 . Para amostras finitas:Para amostras finitas: Re = t . uRe = t . u Sendo “t” o coeficiente de Student para = n - 1 graus de liberdade. REPETITIVIDADE - ESTIMATIVA Grau de liberdade: para um conjunto de dados correspondente ao número de valores que podem variar após terem sido impostas certas restrições a todos os valores. Ex: 10 estudantes obtêm em um teste média 8,0 – A soma das 10 notas deve ser 80. Portanto, se temos um grau de liberdade de 10-1=9, as nove primeiras notas podem ser escolhidas aleatoriamente, contudo a 10ª deve ser igual a [80-(soma das 9 primeiras)]. Coeficiente “t” de Student FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes 1014 g 1014 g 1 (1000,00 ± 0,01) g 1014 g 1012 g 1015 g 1018 g 1014 g 1015 g 1016 g 1013 g 1016 g 1015 g 1015 g 1017 g 112 )1015( u 12 1 2 i iI média: 1015 g u = 1,65 g EXTIMATIVA DA REPETITIVIDADE Exemplo de estimativa da repetitividade (Grau de Liberdade --- = 12 - 1 = 11) t = 2,255 (tabela “t” student) Re = 2,255 . 1,65 Re = 3,72 g Para amostras finitas:Para amostras finitas: Re = t . uRe = t . u FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes Visual gráfico da estimativa da repetitividade 1015 10201010 +3,72-3,72 1015 EXTIMATIVA DA REPETITIVIDADE – VISUALIZAÇÃO GRÁFICA FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes 1000 1020 1040960 980 mensurando 1000 1020 1040960 980 indicação SISTEMA DE MEDIÇÃO PERFEITO g1000,00 1 (1000,00 ± 0,01) g FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes 1000 1020 1040960 980 mensurando 1000 1020 1040960 980 indicação +Es SISTEMA DE MEDIÇÃO COM ERRO SISTEMÁTICO APENAS g1015,00 1 (1000,00 ± 0,01) g FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes 1000 1020 1040960 980 mensurando 1000 1020 1040960 980 indicação Re SISTEMA DE MEDIÇÃO COM ERRO ALEATÓRIO APENAS g 1 (1000,00 ± 0,01) g 906,28 g1003,72 1 (1000,00 ± 0,01) g FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes 1000 1020 1040960 980 mensurando 1000 1020 1040960 980 indicação +Es Re SISTEMA DEMEDIÇÃO COM ERROS SISTEMÁTICO E ALEATÓRIO g1011,28 1 (1000,00 ± 0,01) g g1018,72 1 (1000,00 ± 0,01) g FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes Efeitos sobre os erros aleatórios A média reduz a intensidade dos erros aleatórios, a repetitividade e a incerteza padrão na seguinte proporção: n Re Re I I n u u I I sendo: n o número de medições utilizadas para calcular a média EFEITOS DA MÉDIA DE MEDIÇÕES REPETIDAS SOBRE O ERRO DE MEDIÇÃO • No problema anterior, a repetitividade da balança foi calculada: • Se várias séries de 12 medições fossem efetuadas, as médias obtidas devem apresentar repetitividade da ordem de: g I 07,1 12 72,3 Re 12 ReI = 3,72 g FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes EXERCÍCIOS 1) A tensão elétrica de uma pilha foi repetidamente medida por meio de um voltímetro comprado no Paraguai. Foram obtidas as indicações abaixo (todas em V). Determine o valor médio das indicações (Ī), o valor do erro aleatório para cada indicação, o desvio padrão experimental e a repetitividade (Re) para 95,45% de confiabilidade: 1,47 1,43 1,40 1,44 1,44 1,48 1,42 1,45 1,46 1,43 2) Para avaliar o desempenho de um voltímetro portátil, uma pilha-padrão de (1,500 0,001) V foi medida repetidamente. As indicações obtidas estão apresentadas na Tabela a seguir, todas em volts. Calcule a) O valor dos erros individuais de cada medição; b) A tendência e a correção do voltímetro; c) O erro aleatório de cada medição. d) A incerteza-padrão e a repetitividade do voltímetro. N° Indicação (V) 1 1,580 2 1,602 3 1,595 4 1,570 5 1,590 6 1,605 7 1,584 8 1,592 9 1,598 10 1,581 11 1,600 12 1,590 3) Um grupo de estudantes deseja avaliar a qualidade de três métodos alternativos para determinar a aceleração local da gravidade. Assim, eles mediram a aceleração cinco vezes usando cada um dos três métodos em questão. Os resultados obtidos encontram-se na Tabela 1. Considere ainda que, por um quarto método, que pode ser considerado mais confiável que esses três, a aceleração local da gravidade foi determinada resultando g = 9,798 m/s2 . A partir dessa formação, responda às perguntas a seguir justificando sua resposta. (a) Qual dos três métodos usados pelos estudantes pode ser considerado mais preciso? (b) Qual dos três métodos pode ser considerado mais inexato? Método Resultados obtidos Média A 10,78 ; 8,79 ; 10,77 ; 8,79 ; 9,78 9,782 m/s2 B 10,78 ; 10,79 ; 10,77 ; 10,79 ; 10,78 10,782 m/s2 C 9,78 ; 9,79 ; 9,77 ; 9,79 ; 9,78 9,782 m FUNDAMENTOS DA METROLOGIA Engº Luiz Moraes EXERCÍCIOS 4) Um Micrômetro digital que mede de (0 – 25 ± 0,001)mm foi calibrado utilizando-se um Bloco padrão de (20,000 ± 0,0001)mm e obteve- se os seguintes resultados: Determinar: (a) os Erros das 3 primeiras medições; (b) a Tendência e a Correção a se empregar; (c) a Incerteza-padrão e a Repetitividade do Micrômetro 5) Considere a medição da temperatura corporal de uma criança por meio de um termômetro clínico. Enumere pelo menos cinco fontes de erros presentes nesse processo de medição.
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