Metrologia - Teoria de Erros e Incertezas nas Medições

Prévia do material em texto

Grupo GT – 09 - Metrologia Teoria de Erros e Incertezas em Medição.
Felipe Toledo de Almeida, Eric Luiz Caetano, Jackson Moretti, Julio Cesar Droszczak, Matheus Natã Oliveira.
Universidade Tuiuti do Paraná
Professor Paulo Lagos
Orientador da Disciplina Metrologia –UTP
RESUMO
O propósito deste relatório é demonstrar a importância da definição da incerteza de medição e estimativa de erros que ocorrem devido à variação de leituras de medidas de uma única peça, variações estas que podem ocorrer durante a realização de medições de um mensurando utilizando um paquímetro. Essa variação é devido a diversos fatores que estão diretamente ligados ao experimento ou qualquer outro procedimento de medição de uma grandeza física, indicando que esta incerteza afeta o resultado de um processo.
INTRODUÇÃO.
A teoria de erros e incerteza trata da natureza de que nenhuma grandeza física medida através de um instrumento é exata. Justamente devido aos efeitos aleatórios que podem levar a variações e diferenças entre o valor obtido na leitura do instrumento e seu valor real.
Logo a teoria determina avaliar a menor variação ou medida possível entre a leitura e o valor real, em termos de probabilidade.
O exemplo de uma barra de ferro com comprimento de um metro a ser mensurada em escala micrométrica, deve ter indicações de medições acompanhadas por uma escala de temperatura e de pressão específicas, ao passo que a mesma barra de ferro a ser mensurada em escala milimétrica não precisaria de tais definições.
No primeiro caso temperatura e pressão são como dito anteriormente efeitos aleatórios que podem aumentar o grau de incerteza e o erro de medição.
O PROJETO.
Foram reunidos os alunos integrantes da equipe GT – 09, para que cada um fizesse as mesmas medidas de uma determinada peça escolhida pela equipe para este trabalho. Com estas medidas em mãos, medidas estas que diferiram algumas das outras, devido a lógica de teoria de falhas que nos previne que isso possa acontecer, iniciamos o trabalho tratando delas e entendendo como surgem estas diferenças.
A grande maioria das etapas de concepção de ideias e reuniões com a equipe GT – 09, para alinhar o conteúdo com a prática, foram desenvolvidas nas dependências da UTP, utilizando ferramentas e máquinas disponíveis e orientações de professores. O desenho foi desenvolvido a partir da peça escolhida pela equipe por um dos integrantes do grupo com o Software SolidWorks 2014.
CONCEITUAÇÃO E PROCEDIMENTO.
A princípio, abordando questões de conhecimentos específicos sobre teorias de falhas entre as soluções de projeto encontradas pela equipe, foram designadas certas tarefas para cada integrante da equipe, separando assim seus o que cada um iria fazer de acordo com seus talentos.
Criamos o desenho da peça como foi citado acima no texto e também criamos a tabela de falhas e desvio padrão utilizando a ferramenta Excel.
O grupo responsável pelo experimento, é composto por 5 integrantes. Para realizar este estudo de variação de medidas e incertezas de medições, cada integrante realizou 3 medidas de cada uma das dimensões da peça escolhida, como mostra o desenho a seguir. 
FIGURA 1 – Desenho da peça.
FONTE: PRÓPRIO AUTOR.
O método utilizado para as medidas foi único para todos os integrantes. Desta forma foi possível obter o valor médio da dimensão e calcular o desvio padrão em torno daquele mesmo mensurando.
O valor médio é obtido através do somatório das medições realizadas de uma dimensão, dividido pelo número de medições. Por sua vez o desvio padrão é uma medida de dispersão em torno do valor médio, ou a incerteza máxima em torno do mesmo.
Abaixo segue a tabela criada em Excel pelo grupo para determinar estas incertezas.
TABELA 1 – Tabela de desvio padrão nas medidas.
FONTE: PRÓPRIO AUTOR.
Os valores de desvio padrão e média também podem sofrer interferência em função da resolução do instrumento, uma vez que um instrumento de maior resolução pode garantir uma maior exatidão ou menor desvio e variação de leitura.
Através de correções e desenvolvimento matemático aplicados a metrologia é possível determinar várias componentes direcionadas a teoria de erros, como desvio combinado, curvas de confiabilidade, receptibilidade entre outros.
MATERIAL UTILIZADO.
Chapa de aço 1020 – com diversas dimensões.
Paquímetro.
Especificações do paquímetro utilizado durante o procedimento.
Fabricante: Mitutoyo
Escala: 0,05mm à 150,00mm
Resolução: 0,05mm
Material: aço inox
CONCLUSÃO.
Um exemplo aplicado ao paquímetro utilizado no experimento em função de valores obtidos, se ao invés de utilizar a peça em questão fossem utilizados blocos padrão, seria possível determinar a frequência de vistoria e certificação do mesmo. Uma vez determinado o grau de confiabilidade deste paquímetro qualquer anormalidade de valores significa que possivelmente a leitura efetuada com o mesmo pode determinar leitura de valores incorretos.
REFERÊNCIAS
Ferraz Carlos Alberto M. D. - NOÇÕES SOBRE ERROS E INCERTEZAS EM MEDIÇÕES - Curso de Engenharia de Automação e Controle e Engenharia Elétrica – Eletrônica – UNISAL – Centro Universitário Salesiano de São Paulo. - 2009
	Prof. Paulo Lagos
Professor de Metrologia no curso de Engenharia Mecânica
Coordenador do projeto.