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. . . . . .. . . . . . . . . . . . . . Rua Dr. Mário Sacramento 101-r/c 3810-106 Aveiro www.giagi.pt POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Metrologia Industrial, Calibração e Gestão dos Dispositivos de Monitorização e Medição Em cada lua cheia, enfrentavam a pena de morte todos aqueles que se esqueciam ou negligenciavam o dever de calibrar o padrão da unidade do comprimento. Tal era a pena aplicada em 3000 AC, no antigo Egipto, aos arquitectos reais, responsáveis pela construção dos templos dos Faraós. Manual Formando Edição 0-Fev. 2005 . . . . . . .. . . MICGDMM Índice POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu ÍNDICE Prefácio e Objectivos.........................................................................................................1 Capítulo 0 - Metrologia Industrial, Calibração e Gestão dos DMM ..............................2 Capítulo 1 - Sistema Português da Qualidade................................................................6 1.1 As Categorias da Metrologia.......................................................................................6 1.2 Organização Internacional ..........................................................................................7 A convenção do Metro ..................................................................................................7 Laboratórios Primários ..................................................................................................8 Laboratórios de Referência...........................................................................................9 Laboratórios Acreditados ..............................................................................................9 1.3 Sistema Português da Qualidade...............................................................................9 O SPQ.........................................................................................................................10 Normalização ..............................................................................................................11 Participação europeia e internacional .........................................................................11 Laboratório Central de Metrologia...............................................................................12 Metrologia Legal..........................................................................................................13 Síntese do Capítulo 1.......................................................................................................14 Capítulo 2 - As Unidades Base do Sistema Internacional...........................................15 2.1 As Unidades Base do Sistema Internacional .........................................................15 Exemplos de Aplicação...............................................................................................17 Síntese do Capítulo 2.......................................................................................................19 Capítulo 3 - Termos e Definições ...................................................................................20 3.1 Termos e Definições - Vocabulário Internacional ..................................................20 Síntese do Capítulo 3.......................................................................................................30 Capítulo 4 - Exigências Gerais na Função Metrológica ..............................................31 4.1 Exigências Gerais na Função Metrológica .............................................................31 Guia de aplicação .......................................................................................................31 Síntese do Capítulo 4.......................................................................................................32 Capítulo 5 - Responsabilidade da Gestão Função Metrológica .................................33 5.1 Função Metrologia .....................................................................................................33 Guia de aplicação .......................................................................................................33 . . . . . . .. . . MICGDMM Índice POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 5.2 Escutar o cliente.........................................................................................................34 5.3 Objectivos da qualidade............................................................................................34 Guia de aplicação .......................................................................................................34 5.4 Revisão pela gestão...................................................................................................35 Síntese do Capítulo 5.......................................................................................................35 Capítulo 6 - Gestão de Recursos....................................................................................36 6.1 Competências.............................................................................................................36 6.1.1 Responsabilidade do Pessoal............................................................................36 6.1.2 Competência e Formação..................................................................................37 6.2 Informação ..................................................................................................................37 6.2.1 Procedimentos ...................................................................................................37 6.2.1.1 Procedimento de Calibração de um Paquímetro ............................................38 6.2.2 Ferramentas Informáticas ..................................................................................44 6.2.3 Registos .............................................................................................................45 6.2.4 Identificação .......................................................................................................45 6.3 Equipamentos e Materiais.........................................................................................45 6.3.1 Equipamentos de Medição.................................................................................45 6.3.2 Ambiente ............................................................................................................46 6.4 Gestão de Fornecedores Externos ..........................................................................47 Síntese do Capítulo 6.......................................................................................................48 Capítulo 7 - Confirmação Metrológica e Execução dos Processos de Medida .......49 7.1 Confirmação Metrológica..........................................................................................49 7.1.1 Modo de Funcionamento Geral..........................................................................49 7.1.2 Intervalos de Confirmação Metrológica..............................................................517.1.3 Controlo do Ajuste de Equipamentos.................................................................51 7.1.4 Registos do Processo de Confirmação Metrológica ..........................................52 7.1.5 Exercício Prático de Confirmação Metrológica ..................................................54 7.2 Processos de Medição ..............................................................................................56 7.2.1 Generalidades....................................................................................................56 7.2.2 Concepção de Processos de Medição...............................................................56 7.2.3 Execução do Processo de Medição...................................................................58 7.2.4 Registos dos Processos de Medição .................................................................59 7.2.5 Exercício de Medição/Utilização de Instrumentos .............................................60 7.2.6 Exercício de Medição e Interpretação de Resultados........................................65 7.3 Incerteza de Medida e Rastreabilidade....................................................................67 . . . . . . .. . . MICGDMM Índice POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 7.3.1 Incertezas de Medida.........................................................................................67 7.3.2 Rastreabilidade ..................................................................................................68 7.4 Exercícios Práticos de Incertezas de Medida:........................................................69 7.4.1 Paquímetro Analógico........................................................................................69 7.4.2 Durómetro ..........................................................................................................73 7.4.3 Termómetro........................................................................................................76 Síntese do Capítulo 7.......................................................................................................78 Capítulo 8 - Análise e Melhoria do Sistema de Gestão da Medida ............................79 8.1 Introdução ...................................................................................................................79 8.2 Auditorias e Monitorização .......................................................................................80 8.2.1 Introdução ..........................................................................................................80 8.2.2 Satisfação do Cliente .........................................................................................80 8.2.3 Auditoria ao Sistema de Gestão da Medição.....................................................80 8.2.4 Monitorização do Sistema de Gestão de Medição.............................................81 8.3 Controlo das Não Conformidades ...........................................................................81 8.3.1 Não Conformidades do Sistema de Gestão da Medição ...................................81 8.3.2 Processos de Medição Não Conformes.............................................................82 8.3.3 Equipamento de Medição Não Conforme ..........................................................82 8.4 Melhoria .......................................................................................................................84 8.4.1 Introdução ..........................................................................................................84 8.4.2 Acções Correctivas ............................................................................................84 8.4.3 Acções Preventivas............................................................................................84 Síntese do Capítulo 8.......................................................................................................86 BIBLIOGRAFIA..................................................................................................................87 ANEXO A – Vista Global do Processo de Confirmação Metrológica ANEXO B – Princípio do Cálculo de Incertezas ANEXO C – Exercícios ANEXO D – Resolução de Exercícios ANEXO E – Impressos . . . . . . .. . . 1 MICGDMM Prefácio POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Prefácio O presente Manual é um suporte didáctico às acções de formação profissional para reciclagem, actualização e aperfeiçoamento de activos, no domínio da Metrologia Industrial, Calibração e Gestão dos DMM. Objectivos Com o presente Manual Técnico pretende-se disponibilizar aos formandos e aos formadores meios estruturados de apoio pedagógico ao processo formativo na abordagem dos conceitos, técnicas, metodologias, ferramentas e experiências do saber fazer e saber estar, no âmbito da Metrologia Industrial, Calibração e Gestão dos DMM. Autor Eng. Víctor Pinto . . . . . . .. . . 2 MICGDMM Capítulo 0 MICGDMM Capítulo 0 Metrologia Industrial, Calibração e Gestão dos DMM Introdução Em cada lua cheia, enfrentavam a pena de morte todos aqueles que se esqueciam ou negligenciavam o dever de calibrar o padrão da unidade do comprimento. Tal era a pena aplicada em 3000 AC, no antigo Egipto, aos arquitectos reais, responsáveis pela construção dos templos e pirâmides dos Faraós. O primeiro cúbito real, foi definido como o comprimento do antebraço do Faraó reinante, do cotovelo à ponta do dedo médio, mais a largura da sua mão. A medida original era transferida e gravada em granito negro. Os trabalhadores detinham, nos locais de construção, cópias em granito ou em madeira e a sua manutenção era da responsabilidade dos arquitectos. Mesmo que nos sintamos afastados daquela situação, em distância e tempo, os povos sempre puseram uma grande ênfase na realização de medidas exactas. Mais recentemente, em Paris, no ano de 1799, foi criado o Sistema Métrico Decimal pelo depósito de dois padrões de platina, que representavam o metro e o quilograma – o início do actual Sistema Internacional de Unidades (sistema SI). Na Europa de hoje, as medições e as pesagens representam um valor equivalente a 6% do Produto Interno Bruto! A metrologia tornou-se uma actividade normal no nosso dia-a-dia. As tábuas de madeira e o café são comprados pela sua dimensão e peso; a água e a electricidade são medidas através de contadores. As balanças onde nos pesamos afectam o nosso bom humor – tal como o controlo de velocidade efectuado pela Brigada de Transito. A quantidade de substâncias activas em medicina, a medição de amostras de sangue e o efeito laser do cirurgião, devem ser exactos de modo a não pôr em causa a saúde dos pacientes. É praticamente impossível descrever alguma coisa, hoje em dia, sem referir os pesos e as medidas. A hora do nascer-do-sol, as medidas do tórax, a percentagem de álcool, o peso de cartas, a temperatura ambiente, a pressão dos pneus... e assim por diante. Assim, o comércio e as autoridades, estão tanto uns como outros, dependentes dos pesos e das medidas. O piloto lê com cuidado a altitude, o percurso, o consumo de combustível e a velocidade, enquanto a inspecção alimentar mede o teor de bactérias, as autoridades marítimas a linha de água e as empresas adquirem as matérias-primas POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiadopelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 3 MICGDMM Capítulo 0 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu por pesos e medidas, especificando os seus produtos usando as mesmas unidades. Os processos de fabrico são regulados e os alarmes são iniciados através de medições. A medição sistemática com graus de incerteza conhecidos é um dos fundamentos do controlo da qualidade industrial, representando os custos das medições, na maioria das indústrias modernas, 10-15% dos custos de produção. Finalmente, a ciência está completamente dependente da medição. Os geólogos medem as ondas de choque quando as forças gigantescas que provocam os terramotos se fazem sentir, os astrónomos medem pacientemente a luz das estrelas distantes com o objectivo de determinar a sua idade, os físicos atómicos regozijam quando realizam medições ao milionésimo de segundo e confirmam a presença de uma partícula quase infinitamente pequena. A disponibilidade de instrumentos de medição e a capacidade de os utilizar são hoje essenciais, para que os cientistas documentem objectivamente os resultados obtidos. Consoante a grandeza em questão, a EUROMET define os seguintes dez domínios técnicos da metrologia fundamental: massa, electricidade, comprimento, tempo e frequência, termometria, radiações ionizantes e radioactividade, fotometria e radiometria, caudal, acústica e quantidade de matéria. Sistemas de gestão da medição Um sistema eficaz de gestão da medição permite garantir que os equipamentos e os processos de medição são apropriados ao uso que lhes é atribuído. Tal sistema tem um papel significativo na obtenção dos objectivos da qualidade dos produtos e no controle do risco de obtenção de resultados de medição incorrectos. O objectivo de um sistema de gestão da medição é o de controlar o risco de os equipamentos e os processos de medição gerarem resultados incorrectos perante um incidente na qualidade dos produtos de uma organização. Os métodos utilizados pelo sistema de gestão da medição vão desde a verificação fundamental do equipamento de medição até à aplicação de técnicas estatísticas aplicadas ao controlo do processo de medição. Neste manual, o termo "processo de medição" aplica-se às actividades de medição de grandezas físicas (nas fases de projecto, ensaio, produção, controlo). Um dos princípios estabelecidos na ISO 9000 reside na abordagem dita como "orientação por processos". Os processos de medição devem ser considerados como processos particulares destinados a suportar a qualidade dos produtos fabricados pelo organismo. A figura 1 mostra um esquema de utilização do modelo do sistema de gestão da medição especificado pela norma ISO 10012 de Setembro de 2003. . . . . . . .. . . 4 MICGDMM Capítulo 0 8.4 Melhoria Capítulo 5 Responsabilidade da direcção Capítulo 8 Análise e melhoria do sistema de gestão da medição POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Modelo do sistema de gestão da medição Este manual contém tanto exigências como conselhos da norma ISO 10012 para a execução de sistemas de gestão da medição e pode contribuir para melhorar as actividades de medição e a qualidade dos produtos. São dados unicamente a título informativo e não devem ser interpretados como aditamentos, restrições ou modificações de uma qualquer exigência. Os organismos têm a responsabilidade de determinar o nível do controlo que necessitam e de estabelecer as especificações do sistema de gestão de medição de acordo com a estrutura do seu sistema geral de gestão. O respeito destas exigências facilitará a conformidade com as exigências relativas às medição e ao controle dos processos de medição estabelecidos noutras normas, como por ex., ISO 9001:2000, 7.6 e ISO 14001:1996, 4.5.1 Exigências do cliente relativas à medição Satisfação do cliente Resultados de medição Capítulo 7 Confirmação metrológica e execução dos processos de medição 7.1 Confirmação metrológica 7.2 Processo de medição Capítulo 6 Gestão de Recursos . . . . . . .. . . 5 MICGDMM Capítulo 0 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Domínio de aplicação Este manual pretende fornecer exigências genéricas e guias de aplicação para a gestão dos processos de medição e para a confirmação dos equipamentos de medição utilizados para demonstrar a conformidade de exigências metrológicas. Especifica as exigências de qualidade relativas ao sistema de gestão de medição que um organismo que efectue medições possa utilizar e integrar no quadro do sistema de gestão geral e que é destinado a garantir que as exigências metrológicas sejam satisfeitas. Estas exigências e guias de aplicação não estão destinadas a ser substituídas nem adicionadas às exigências da ISO/IEC 17025. Requisitos gerais de competência para laboratórios de ensaio e calibração. NOTA: Existem normas e guias para tratar de factores particulares susceptíveis de influenciar os resultados de medição, tais como, por exemplo, o método de medição, as competências do pessoal e os ensaios de comparação interlaboratoriais. . . . . . . .. . . 6 MICGDMM Capítulo 1 MICGDMM Capítulo 1 O Sistema Português da Qualidade Objectivos Específicos ? Dar a conhecer os 3 subsistemas: Qualificação; Normalização e Metrologia do Sistema Português da Qualidade 1.1 As Categorias da Metrologia Na metrologia definem-se três categorias com características afins às quais correspondem instituições próprias, por vezes com estatutos completamente distintos. Estas categorias, com níveis de complexidade e exactidão distintos, são designadas na União Europeia de: Metrologia industrial Metrologia cientifica Resolução Custo / benefício Exactidão Metrologia legal Podem apontar-se, resumidamente, os objectivos de cada uma: POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 7 MICGDMM Capítulo 1 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Metrologia Legal – controlo metrológico dos instrumentos de medição regulamentados, mediante o seu acompanhamento desde a concepção e fabrico até à sua utilização, em domínios como as transacções comerciais, saúde, segurança, defesa do consumidor, fiscalização, protecção do ambiente, economia de energia, etc. Metrologia Industrial – apoio às actividades de controlo de processo e de produtos, mediante a integração em cadeias hierarquizadas de padrões dos meios metrológicos existentes nas empresas, laboratórios e outros organismos e à definição dos sistemas de calibração internos. É sobre este domínio da metrologia que iremos incidir a nossa consideração. Metrologia Científica – realização física das unidades demedida e das constantes fundamentais, mediante a conservação e desenvolvimento de padrões e instrumentação em laboratórios adequados. Além das três categorias de metrologia caracterizadas anteriormente, considera-se também a Metrologia Fundamental, a qual apesar de não ter nenhuma definição internacional, pode ser descrita como a metrologia científica, complementada pelas partes da metrologia legal e industrial que requerem competência científica. 1.2 Organização Internacional A convenção do Metro Em meados do século XIX, e particularmente durante a primeira exposição universal, tornou-se necessária a adopção de um sistema métrico universal. Em 1875 decorreu em Paris a Conferência Diplomática sobre o metro, onde 17 governos assinaram o tratado “A Convenção do Metro”. Os signatários decidiram então criar um instituto científico permanente, o “Bureau International des Poids et Mesures” (BIPM). Actualmente, a “Conférence Général des Poids et Mesures” (CGPM) tem como incumbência a analise e discussão do trabalho executado pelos Laboratórios Nacionais de Metrologia, enquanto que o BIPM faz recomendações sobre novas determinações da metrologia fundamental, além de outros domínios de actuação. Hoje em dia, o número de Estados signatários da Convenção do Metro ascende a 48 membros. . . . . . . .. . . 8 MICGDMM Capítulo 1 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Laboratórios Nacionais de Metrologia Para cada país, o Laboratório Nacional de Metrologia (LNM) é definido pelo EUROMET como o laboratório considerado por decisão nacional para desenvolver e manter os padrões nacionais para uma ou várias grandezas. A organização do LNM pode estar estruturada de forma centralizada, com apenas um LNM no país, ou com base numa opção pela descentralização, com uma multiplicidade de laboratórios, possuindo todos, o estatuto de LNM. Um LNM representa internacionalmente o seu país nas relações com os laboratórios nacionais de metrologia de outros países, nas organizações regionais de metrologia (ORM), e junto do BIPM. Portanto, os LNMs são a espinha dorsal da organização internacional da Convenção do Metro. Laboratórios Primários Um laboratório é considerado como primário quando: - For reconhecido internacionalmente pela realização metrológica de uma unidade de base do SI ao nível primário, ou pela realização de uma unidade derivada do SI ao mais alto nível internacional possível; - Realiza investigação reconhecida internacionalmente em sub domínios específicos; - Mantém e desenvolve uma determinada unidade através da correspondente manutenção e desenvolvimento dos padrões primários; - For membro participante nas comparações ao mais alto nível internacional. Os laboratórios primários são nomeados pelo LNM de acordo com o plano de acção metrológico para os diversos domínios e de acordo com a política metrológica do país. . . . . . . .. . . 9 MICGDMM Capítulo 1 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Laboratórios de Referência Um laboratório é considerado de referência quando seja capaz de executar calibrações de uma grandeza ao mais elevado nível de exactidão no país, sendo rastreado a um laboratório primário. Laboratórios Acreditados Um laboratório acreditado é reconhecido pela sua competência, respectivo sistema de gestão da qualidade, e sua imparcialidade por um organismo independente. A acreditação é voluntária e é concedida pelo Organismo de Acreditação de cada país, tendo por base a avaliação do laboratório e auditorias regulares. A acreditação é geralmente efectuada de acordo com a norma europeia NP EN ISO/IEC 17025, além de um conjunto de especificações e guias técnicos. 1.3 Sistema Português da Qualidade O Instituto Português da Qualidade (IPQ) é o organismo nacional que gere e desenvolve o Sistema Português da Qualidade (SPQ) - enquadramento legal de adesão voluntária para os assuntos da qualidade em Portugal. Assim, o IPQ assegura a representação portuguesa a nível internacional no domínio da Qualidade, mantendo estreito contacto com os seus congéneres europeus. No âmbito do SPQ, o IPQ é responsável em Portugal pela acreditação de entidades, pela normalização nacional, assegurando a articulação com os organismos europeus e internacionais de normalização, pelo Laboratório Central de Metrologia, pela informação técnica na área da qualidade. O Instituto também assegura a gestão de programas de apoio financeiro e intervém na cooperação com outros países, no domínio da Qualidade. No âmbito regulamentar, o IPQ é ainda responsável pelo controle metrológico em Portugal e pelo processo comunitário de notificação prévia de normas e regras técnicas. Na sua acção, o IPQ orienta a actividade de numerosos organismos que com ele colaboram, aplicando os procedimentos definidos a nível europeu e internacional. . . . . . . .. . . 10 MICGDMM Capítulo 1 O SPQ Estabelecido em 1983, o SPQ, foi posteriormente actualizado pelo DL 234/93, de 2 de Julho, sendo organizado em três subsistemas - Metrologia, Normalização e Qualificação, e por cujas actividades o IPQ é responsável. O SPQ assenta nos seguintes princípios: - Credibilidade: O SPQ baseia o seu funcionamento em regras e métodos conhecidos e estabelecidos por consenso internacional; a supervisão do SPQ está sob responsabilidade de entidades representativas. - Adesão voluntária: Cada entidade decide sobre a sua adesão ao SPQ. - Abertura: Qualquer entidade poderá integrar o SPQ, desde que demonstre cumprir as exigências estabelecidas. - Aplicação geral: O SPQ pode abranger qualquer tipo de entidade, de produto ou de serviço. - Não exclusividade: O SPQ pode coexistir com outros sistemas de apoio à qualidade já existentes ou previstos. - Gestão integrada: A coordenação geral do SPQ é atribuída a uma única entidade. - Descentralização: O funcionamento do SPQ é baseado na autonomia das entidades que o compõem, seguindo procedimentos escritos rigorosos. As entidades que integram o SPQ são as seguintes: - Instituto Português da Qualidade (IPQ) - As entidades acreditadas e qualificadas para tal no âmbito dos subsistemas da Metrologia, da Normalização e da Qualificação. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 11 MICGDMM Capítulo 1 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Normalização A Normalização é uma actividade conducente à obtenção de soluções para problemas de carácter repetitivo, essencialmente no âmbito da ciência da técnica e da economia, com vista à realização do grau óptimo de organização num dado domínio. Consiste em geral, da elaboração, publicação e promoção do emprego das normas. A elaboração e aprovação de normas tem por finalidade a racionalização e a simplificação de processos, componentes, produtos e serviços. Permite uma maior facilidade de entendimento e visa o estabelecimento de parâmetros a utilizar em acções de avaliação da conformidade. O IPQ, directamenteou por representação delegada em outras entidades públicas, privadas ou mistas, participa, ou promove a participação nos trabalhos de normalização compreendidos nas instâncias europeias e internacionais. Participação europeia e internacional Na sua qualidade de ONN (Organismo Nacional de Normalização), o IPQ é membro das organizações internacionais e europeias de normalização (ISO, IEC, CEN, CENELEC), competindo-lhe exprimir o voto nacional junto dessas organizações, após consulta às entidades interessadas. Igualmente na sua qualidade de ONN, o IPQ é responsável por exprimir o voto nacional junto do ETSI (Instituto Europeu de Normalização para as Telecomunicações). O IPQ, directamente ou por representação delegada em outras entidades públicas, privadas ou mistas, participa ou promove a participação nos trabalhos de normalização empreendidos no seio das seguintes estruturas: CEN - Comité Europeu de Normalização CENELEC - Comité Europeu de Normalização Electrotécnica ECISS - Comité Europeu para a Normalização do Ferro e do Aço ETSI - Instituto Europeu de Normalização para as Telecomunicações IEC - Comissão Electrotécnica Internacional ISO - Organização Internacional de Normalização. . . . . . . .. . . 12 MICGDMM Capítulo 1 Acreditação A Acreditação de Entidades, gerida pelo IPQ insere-se no Subsistema da Qualificação do Sistema Português da Qualidade (SPQ) Este Subsistema visa a demonstração da conformidade de produtos, de serviços e de sistemas da qualidade com requisitos previamente fixados, assim como a acreditação de entidades para fins específicos. Foi com base na série de normas EN 45000 e no respeito dos princípios gerais que regem o SPQ que foram estabelecidos os procedimentos de gestão do sistema de acreditação. Laboratório Central de Metrologia O LCM está estruturado por laboratórios que, além de realizarem, dentro das gamas de medição e de determinadas incertezas os padrões nacionais dessas grandezas, tem disponíveis um conjunto de calibrações de rotina para o exterior nas diferentes áreas em que possui laboratórios: - dimensional; - massa; - força; - temperatura; - tempo; - volume; - quantidade de matéria. No que respeita às demais grandezas físicas, o IPQ tem estabelecido protocolos de cooperação técnica com outras entidades. Esta cooperação cobre actividades não apenas relativas às funções de laboratório primário, que atrás foram referidas, como também de calibração e de ensaios cuja POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 13 MICGDMM Capítulo 1 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu implementação foi entendido dever ser descentralizada noutras entidades. São os casos das seguintes grandezas: - Electricidade - INETI - Radiações Ionizantes - DGA - Alta Tensão - LABELEC / EDP - Acústica - LNEC - Óptica - CETO (Universidade do Porto). Metrologia Legal A actividade da Metrologia Legal no nosso país é regulamentar e tem por suporte uma estrutura bastante descentralizada que é constituída, para além do Serviço de Metrologia Legal do Instituto Português da Qualidade, pelas estruturas metrológicas ligadas às Delegações Regionais do Ministério da Economia, pelos Serviços Municipais de Metrologia e pelos Organismos de Verificação Metrológica, sendo estas últimas entidades públicas ou privadas, devidamente acreditadas em domínios específicos, a quem o Instituto concedeu autorização para o exercício da actividade metrológica. Com a crescente consciencialização das populações e dos agentes económicos para os aspectos ligados à melhoria da qualidade de produtos e de serviços prestados, o conjunto das entidades envolvidas no controle metrológico passou a desempenhar um papel cada vez mais activo e determinante na defesa do consumidor, em domínios tão vastos como sejam, por exemplo, os das transacções comerciais, saúde, segurança e fiscais. Posicionado no topo do Sistema, o Serviço de Metrologia Legal do IPQ desenvolve a sua actividade, exclusivamente, no campo regulamentar Atendendo à multiplicidade de tarefas que lhe foram cometidas e ao elevado número de entidades qualificadas para o exercício do controle metrológico, este Serviço do IPQ dedica particular atenção às actividades de coordenação do Sistema de Metrologia Legal e de preparação e implementação de acções que visem uma permanente harmonização da aplicação da regulamentação metrológica pelas diversas entidades e, igualmente, a melhoria de qualidade da intervenção técnica destas. Conservação do espólio metrológico do IPQ que se encontra inserido no Museu de Metrologia instalado no próprio Instituto. . . . . . . .. . . 14 MICGDMM Capítulo 1 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Síntese do Capítulo 1 Capítulo introdutório com referência às diferentes categorias de metrologia – metrologia legal, metrologia industrial, metrologia científica e metrologia fundamental. Organização Internacional, Laboratórios nacionais, primários, de referência, acreditados. Sistema Portugês da Qualidade – quem o gere, o seu enquadramento legal, suas funções e reponsabilidades e os seus princípios. Entidades que o integram. . . . . . . .. . . 15 MICGDMM Capítulo 2 MICGDMM Capítulo 2 As Unidades Base do Sistema Internacional Objectivos Específicos ? Definição das diferentes unidades do SI. ? Saber as regras de escrita das unidades do SI 2.1 As Unidades Base do Sistema Internacional O Sistema Internacional de Unidades é uma versão do Sistema Métrico internacionalmente aceite. Tem 6 Unidades Primárias cujos nomes e símbolos foram também aceites internacionalmente: Grandezas Primárias Unidade Símbolo Definição Comprimento Metro m • Distância percorrida pela luz no vazio, durante um intervalo de tempo de 1/299.792.458 do segundo Massa Quilo- grama kg • Unidade de Massa igual à Massa do Protótipo Internacional do Quilograma Tempo Segundo s • Duração de 9.192.631.770 Períodos de Radiação, correspondentes à transição entre os 2 Níveis hiper finos do Estado fundamental do Átomo de Césio 133. Corrente Eléctrica Ampere A • Intensidade de uma Corrente constante que, mantida em 2 condutores paralelos, rectilíneos, de comprimento infinito, de secção circular desprezável e colocados à distância de 1 m um do outro no vazio, produziria entre estes dois condutores uma força igual a 0,000 000 2 N por metro de comprimento Temperatura Kelvin K • Fracção 1/273,16 da Temperatura ter- modinâmica do Ponto Triplo da Água (0ºC) Intensidade Luminosa Candela cd • Intensidade luminosa, numa dada direcção, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de frequência 540.000.000 MHz e cuja intensidade nessa direcção é de 1/683 W/sr. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 16 MICGDMM Capítulo 2 Existem outras unidades muitoutilizadas na Indústria em geral, que se encontram relacionadas com as Unidades Primárias: Grandezas Unidade Símbolo Relação com a Grandeza Primária Comprimento Polegada “ 1” = 25.4mm = 0.0254m Área, Superfície Metro Quadrado m 2 1 m2 = 1m x 1m 1 km2 = 1.000.000 m2 Volume, Capacidade Metro Cúbico m 3 1 m3 = 1m x 1m x 1m 1 m3 = 1000 dm3 = 1000 l Temperatura Grau Celsius º C 0 º C = 273 k T (º C) = T (K) -273 Pressão, Tensão Pascal Pa 1 Pa = 1N/ m2 1 atm = 101.325 Pa 1 psi =6.895 Pa 1 bar = 100.000 Pa Para simplificar a escrita utilizam-se prefixos. O quadro seguinte mostra os vários prefixos existentes para o Sistema Internacional de Unidades: Múltiplos Submúltiplos Factor Prefixo Símbolo Factor Prefixo Símbolo 1024 yota Y 10-1 deci d 1021 zeta Z 10-2 centi c 1018 exa E 10-3 mili m 1015 peta P 10-6 micro μ 1012 tera T 10-9 nano n 109 giga G 10-12 pico p 106 mega M 10-15 fento f 103 quilo k 10-18 ato a 102 hecto h 10-21 zepto z 101 deca da 10-24 yocto y POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 17 MICGDMM Capítulo 2 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Exemplos de Aplicação Unidades de Comprimento: 1 km = 1000 m (1 quilómetro = 1000 metro); 1dm = 100 mm (1 decímetro = 100 milímetro); 1mm = 1000 μm (1 milímetro = 1000 micrómetro); 10 μm = 0,01 mm (10 micrómetro = 1 centésima de milímetro); 100 μm = 0,1 mm (100 micrómetro = 1 décima de milímetro); 1 m = 100 cm (1 metro = 100 centímetro); 1 dam = 10 m (1 decâmetro = 10 metro); 1 hm = 100 m (1 hectómetro = 100 metro). Unidades de Superfície: 1 km2 = 1.000.000 m2 (1 quilómetro quadrado = 1 milhão de metro quadrado); 1 ha = 10.000 m2 (1 hectar = 10 mil metro quadrado). Regras para a escrita dos nomes e símbolos das unidades Símbolos das unidades SI •Os símbolos das unidades são impressos em caracteres romanos (direitos). Em geral os símbolos das unidades são escritos em minúsculas, mas, se o nome da unidade deriva de um nome próprio, a primeira letra do símbolo é maiúscula. O nome da unidade propriamente dita começa sempre por uma minúscula, salvo se se trata do primeiro nome de uma frase ou do nome “grau Celsius”. •Os símbolos das unidades ficam invariáveis no plural. •Os símbolos das unidades não são seguidos de um ponto, salvo se estão no fim de uma frase e o ponto tem a função habitual da pontuação. . . . . . . .. . . 18 MICGDMM Capítulo 2 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Expressão algébrica dos símbolos das unidades SI •Quando uma unidade derivada é formada pelo produto de duas ou mais unidades, pode ser indicado com os símbolos das unidades separadas por pontos a meia altura ou por um espaço. Por exemplo: N m ou N · m •Quando uma unidade derivada é formada dividindo uma unidade por outra, pode utilizar-se uma barra oblíqua (/), uma barra horizontal ou também expoentes negativos. Por exemplo: m/s ou ou m · s-1 •Nunca deve ser utilizado na mesma linha mais que uma barra oblíqua, a menos que sejam adicionados parêntesis, a fim de evitar qualquer ambiguidade. Em casos complicados devem ser utilizados expoentes negativos ou parênteses. Por exemplo: m/s2 ou m · s-2 mas não: m/s/s Regras de utilização dos prefixos SI •Os símbolos dos prefixos são impressos em caracteres romanos direitos, sem espaço entre o símbolo do prefixo e o símbolo da unidade. •O conjunto formado pela junção do símbolo de um prefixo ao símbolo de uma unidade constitui um novo símbolo inseparável, que pode ser elevado a uma potência positiva ou negativa e que pode ser combinado com outros símbolos de unidades para formar símbolos de unidades compostas. Por exemplo: 1 cm3 = (10-2 m)3 = 10-6 m3 1 cm-1 = (10-2 m)-1 = 102 m-1 •Não são empregues prefixos compostos, ou seja, formados pela justaposição de vários prefixos. Por exemplo: 1 nm mas não: 1 m�m •Um prefixo não pode ser empregue sem uma unidade a que se refira. Por exemplo: 106/m3 mas não: M/m3 . . . . . . .. . . 19 MICGDMM Capítulo 2 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Síntese do Capítulo 2 Grandezas Primárias do Sistema Internacional de Unidades, sua unidade, símbolo e definição. Outras grandezas relacionadas e prefixos do Sistema Internacional de Unidades. . . . . . . .. . . 20 MICGDMM Capítulo 3 MICGDMM Capítulo 3 Termos e Definições Objectivos Específicos ? Dar a conhecer algumas definições do domínio da metrologia. 3.1 Termos e Definições - Vocabulário Internacional Em todos os domínios da ciência e da tecnologia a terminologia deve ser cuidadosamente escolhida. Cada termo deve ter o mesmo significado para todos os utilizadores, deve exprimir um conceito definido, sem entrar em conflito com a linguagem comum. Para tentar resolver este problema a nível internacional, o Grupo de Metrologia da ISO propôs às principais organizações internacionais que se ocupam da Metrologia o Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM). Os termos e as definições seguintes constam do VIM e das normas ISO 9000 e ISO 10012 Ajuste Operação destinada a levar um instrumento de medição a um funcionamento adequado à sua utilização. NOTA: O ajuste pode ser automático, semi-automático ou manual. Amplitude de medição Módulo da diferença entre os dois limites da gama nominal. Exemplo: Para uma gama nominal -10 V a +10 V: a amplitude de medição é de 20 V. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 21 MICGDMM Capítulo 3 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu NOTA: Em certos domínios científicos, a diferença entre os valores maior e menor é chamada gama. Calibração Conjunto de operações que estabelecem, em condições especificadas, a relação entre valores de grandezas indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição, ou valores representados por uma medida materializada ou um material de referência e os correspondentes valores realizados por padrões. NOTAS: 1. O resultado de uma calibração tanto permite a atribuição de valores das mensurandas às indicações como a determinação de correcções relativas às indicações. 2. A calibração pode também determinar outras propriedades metrológicas, tal como o efeito das grandezas de influência. O resultado da calibração pode ser registado num documento, por vezes chamado certificado de calibração ourelatório de calibração. Característica metrológica Característica particular que pode influenciar os resultados da medição NOTAS: 1. Um equipamento de medição tem geralmente várias características metrológicas. 2. As características metrológicas podem ser sujeitas a calibração. Confirmação metrológica Conjunto de operações necessárias para assegurar que um equipamento de medição responde às exigências correspondentes à utilização prevista . . . . . . .. . . 22 MICGDMM Capítulo 3 NOTAS: 1. A confirmação metrológica geralmente inclui a calibração e a verificação, todo o ajuste necessário ou a reparação e nova calibração, a comparação com as exigências metrológicas para a utilização prevista do equipamento de medição, a colocação do equipamento em local apropriado e com a documentação necessária. 2. A confirmação metrológica é considerada terminada somente a partir do momento em que a aptidão do equipamento de medição para a utilização prevista é demonstrada e documentada. 3. As exigências para a aptidão ao uso incluem considerações tais como a amplitude da escala de medição, a resolução e os erros máximos admitidos. 4. Normalmente as exigências metrológicas são distintas, e não especificadas, das exigências do produto. Correcção Valor acrescentado algebricamente ao resultado bruto da medição, para compensar o erro sistemático. NOTAS: 1. A correcção é igual e de sinal contrário ao erro sistemático estimado. 2. Dado que o erro sistemático não pode ser conhecido perfeitamente, a compensação não é completa. Desvio-padrão experimental Parâmetro s que caracteriza a dispersão dos resultados obtidos numa série de n medições da mesma mensuranda, dado pela formula: ( ) 1 1 2 − − = ∑ = n xx s n i i POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 23 MICGDMM Capítulo 3 NOTAS: 1. Considerando a série de x medições como amostra de uma distribuição, x é um estimador não enviesado da média µ e s2 é um estimador não enviesado da variância σ2 dessa distribuição. 2. A expressão ns / é uma estimativa do desvio padrão da distribuição de x e é designada por desvio padrão experimental da média. 3. O desvio padrão experimental da média é por vezes incorrectamente chamado erro padrão da média. Dimensão de uma grandeza Expressão que representa uma grandeza de um sistema de grandezas como um produto de potências de factores que representam as grandezas de base desse sistema. Exemplo: a) LMF-2 é a dimensão da força no sistema de grandezas de base comprimento, massa, tempo, cujas dimensões são representadas respectivamente por L, M e T. b) no mesmo sistema de grandezas, ML-3 é a dimensão da concentração de massa bem como da massa volúmica. NOTA: Os factores que representam as grandezas de base são chamados “dimensões” destas grandezas de base. Divisão Parte de uma escala compreendida entre quaisquer duas referências sucessivas. Equipamento de medição Instrumento de medição, ferramenta informática, padrão de medição, material de referência, equipamento auxiliar ou uma combinação destes, necessária para a realização de um processo de medição. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 24 MICGDMM Capítulo 3 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Erros Máximos Admissíveis (de um instrumento de medição) Valores extremos de um erro admitido pelas especificações, regulamentos, etc., relativos a um dado instrumento de medição. Erro de medição Diferença algébrica entre o resultado da medição e o valor verdadeiro da mensuranda. NOTAS: 1. Uma vez que o valor verdadeiro não pode ser determinado, na prática é usado um valor convencionalmente verdadeiro. 2. Quando é necessário distinguir “erro” de “erro relativo”, o primeiro é por vezes chamado “erro absoluto de medição”. Este não deve confundir-se com valor absoluto do erro, que é o módulo do erro. Exactidão (de um instrumento de medição) Aptidão de um instrumento de medição para dar indicações próximas do verdadeiro valor da grandeza medida. NOTA: A exactidão é um conceito qualitativo. Factor de correcção Factor numérico pelo qual se multiplica o resultado bruto da medição para compensar o erro sistemático. NOTA: Dado que o erro sistemático não pode ser conhecido perfeitamente, a compensação não é completa. Fidelidade (de um instrumento de medição) Aptidão de um instrumento de medição para dar indicações isentas de erro sistemático. . . . . . . .. . . 25 MICGDMM Capítulo 3 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Função metrologia Função que tem a responsabilidade administrativa e técnica de definir e implementar o sistema de gestão da medição. Gama nominal Gama de indicação obtida, para uma posição particular dos comandos de um instrumento de medição. NOTAS: 1. A gama nominal é normalmente especificada pelos seus limites inferior e superior, por exemplo 100 ºC a 200 ºC. Quando o limite inferior é zero, o alcance é habitualmente especificado apenas pelo limite superior; por exemplo, uma gama nominal de 0 V a 100 V é designada de 100 V. 2. O termo alcance é também utilizado com o significado de gama nominal. Grandeza de influência Grandeza que não é a mensuranda mas que influi no valor de medição. Exemplos: a) Temperatura de um micrómetro usado na medição de comprimento; b) Frequência na medição da amplitude de uma diferença do potencial eléctrico alterna; c) Concentração de bilirrubina na medição de concentração de hemoglobina numa amostra de plasma sanguíneo humano. Incerteza de medição Parâmetro associado ao resultado da medição, que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser razoavelmente atribuídos à mensuranda. . . . . . . .. . . 26 MICGDMM Capítulo 3 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu NOTAS: 1. O parâmetro pode ser, por exemplo, um desvio padrão (ou um dado múltiplo dele), ou a metade de um intervalo para um dado nível de confiança. 2. A incerteza de medição compreende, em geral, muitos componentes. Alguns destes componentes podem ser avaliados pela distribuição estatística dos resultados de séries de medições e podem ser caracterizados pelos desvios padrão experimentais. Os outros componentes, que também podem ser caracterizados por desvio padrão, são avaliados a partir da distribuição de probabilidades assumida, baseada na experiência ou outra informação 3. Entende-se que o resultado da medição é a melhor estimativa do valor da mensuranda e que todos os componentes da incerteza, incluindo os resultados de efeitos sistemáticos, tais como os componentes associados à correcção e aos padrões de referência, contribuem para a dispersão.Esta definição é idêntica à do “Guia para a expressão da incerteza na medição” – GUM. Material de Referência (MR) Material ou substância com um ou mais valores das suas propriedades suficientemente homogéneos e bem definidos para a calibração de um instrumento, a avaliação de um método de medição, ou para a atribuição de valores a materiais. NOTA: Um material de referência pode apresentar-se sob a forma de um gás, de um líquido ou um sólido puro ou composto. Exemplos são: água para a calibração de viscosímetros, safira como calibrador de capacidade calorífica em calorimetria e soluções usadas para calibração em análise química. Material de Referência Certificado (MRC) Material de referência, acompanhado por um certificado, do qual uma ou mais propriedades são certificadas por um procedimento que estabelece a sua rastreabilidade a uma realização exacta da unidade na qual os valores da propriedade se exprimem e para a qual cada um dos valores certificados é acompanhado de uma incerteza para um dado intervalo de confiança. . . . . . . .. . . 27 MICGDMM Capítulo 3 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Medição Conjunto de operações que tem por objectivo determinar o valor de uma grandeza. Mensuranda Grandeza particular submetida a medição. NOTA: A especificação de uma mensuranda pode requerer informações acerca de grandezas como o tempo, temperatura e pressão. Metrologia Ciência da medição. Nota: A metrologia compreende todos os aspectos, tanto teóricos como práticos, relativos à medição, quaisquer que sejam a sua incerteza e o domínio da ciência e da tecnologia a que se referem. Padrão 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 servirem de referência. Exemplos: padrão de massa de 1 kg; resistência padrão de 100 Ω; bloco padrão de 1 mm. Padrão de referência Padrão, em geral da mais elevada qualidade metrológica disponível num dado local, ou organização, do qual derivam as medições aí efectuadas. Padrão de trabalho Padrão que é utilizado correntemente para calibrar ou verificar medidas materializadas, instrumentos de medição ou materiais de referência. . . . . . . .. . . 28 MICGDMM Capítulo 3 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu NOTAS: 1. Um padrão de trabalho é usualmente calibrado por comparação com um valor de referência. 2. Um padrão de trabalho utilizado correntemente para garantir que as medições são efectuadas correctamente é chamado de padrão de verificação. Padrão de transferência Padrão utilizado como intermediário na comparação de padrões. NOTA: O termo dispositivo de transferência deverá ser utilizado quando o intermediário não é um padrão. Processo de medição Conjunto de operações realizadas para determinar o valor de uma quantidade. Procedimento de medição Conjunto das operações descritas pormenorizadamente, envolvidas na execução de uma medição particular, segundo um dado método. NOTA: Um procedimento de medição é usualmente registado num documento, que por vezes se chama “procedimento de medição (ou método de medição), e é habitualmente suficientemente detalhado para permitir ao operador desempenhar a medição sem informação adicional. Rastreabilidade Propriedade do resultado de uma medição ou o valor de um padrão que consiste em poder relacionar-se a referências determinadas, geralmente padrões nacionais ou internacionais, por intermédio de uma cadeia ininterrupta de comparações, tendo todas as incertezas determinadas. . . . . . . .. . . 29 MICGDMM Capítulo 3 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu NOTA: 1. O conceito é frequentemente expresso pelo adjectivo “rastreado”. 2. A cadeia ininterrupta de comparação é chamada de “cadeia de rastreabilidade”. Repetibilidade (de um instrumento de medição) Aptidão de um instrumento de medição para dar, em condições de utilização definidas, indicações muito próximas quando se aplica repetidamente a mesma mensuranda. Repetibilidade dos resultados (de uma medição) Aproximação entre os resultados de medições sucessivas da mesma mensuranda efectuadas nas mesmas condições de medição. NOTAS: 1. Estas condições são chamadas condições de repetibilidade. 2. As condições de repetibilidade incluem: mesmo procedimento de medição, mesmo observador, mesmo instrumento de medição, usado nas mesmas condições, mesmo local e repetição num curto intervalo de tempo. 3. A repetibilidade pode exprimir-se quantitativamente em termos das características da dispersão dos resultados. Reprodutibilidade dos resultados (de uma medição) Aproximação entre os resultados das medições da mesma mensuranda efectuada com alteração das condições de medição. NOTAS: 1. Uma informação válida de reprodutibilidade exige a especificação das condições alteradas. 2. As condições alteradas podem incluir: principio de medição, método de medição, observador, instrumento de medição, padrão de referência, local, condições de utilização ou tempo. . . . . . . .. . . 30 MICGDMM Capítulo 3 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 3. A reprodutibilidade pode exprimir-se quantitativamente em termos das características da dispersão dos resultados. 4. Os resultados aqui são usualmente entendidos como resultados corrigidos. Resolução (de um dispositivo indicador) Menor diferença entre indicações de um dispositivo indicador que se podem distinguir significativamente. NOTAS: 1. Para um dispositivo indicador digital, é a diferença de indicação que corresponde à alteração de uma unidade do algarismo menos significativo. 2. O conceito aplicado a dispositivos analógicos pode corresponder a uma estimativa. 3. O conceito aplica-se também a um dispositivo registador. Sistema de gestão da medição Conjunto de elementos correlacionados ou interactivos, necessários para efectuar uma confirmação metrológica e um controlo contínuo dos processos de medição Síntese do Capítulo 3 Termos e definições do VIM (Vocabulario Internacional de Metrologia) e outros aplicados neste manual. . . . . . . .. . . 31 MICGDMM Capítulo 4 MICGDMM Capítulo 4 Exigências Gerais na Função Metrológica Objectivos Específicos ? Noções de base da função metrológica, como gerir um parque de meios de medida e como garantir a qualidade da medida. 4.1 Exigências Gerais na Função Metrológica O sistema de gestão da medição deve garantir que as exigências metrológicas especificadas são satisfeitas. Guia de aplicação As exigências metrológicas especificadas resultam das exigências relativas ao produto. Estas exigências são necessárias tanto para os equipamentos de medição como para os processos da medição. Podem ser expressas em termos de erro máximo admitido,incerteza de medição, amplitude de medição, repetibilidade, resolução, condições ambientais ou aptidão dos operadores. A organização deve especificar quais os processos e os equipamentos de medição sujeitos às disposições das normas internacionais. Aquando da definição do campo de aplicação e da escala do sistema de gestão da medição, os riscos e as consequências de uma falha no cumprimento das exigências metrológicas devem ser tidos em conta. O sistema de gestão da medição consiste no controle dos processos de medição designados, na confirmação metrológica dos equipamentos de medição e nos processos de suporte necessários. Os processos de medição que fazem parte do sistema de gestão da medição devem ser controlados (ver 7.2). Todos os equipamentos de medição que integram o sistema de gestão da medição devem ser confirmados (ver 7.1).Toda a modificação do sistema de gestão da medição deve obedecer aos procedimentos da organização. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 32 MICGDMM Capítulo 4 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Síntese do Capítulo 4 Garantia de que o sistema de gestão da medição satisfaz as exigências metrológicas. Exigências da especificação das características metrológicas, nomeadamente processos e equipamentos de medição. Controlo dos processos de medição. Confirmação metrológica dos equipamentos de medição. . . . . . . .. . . 33 MICGDMM Capítulo 5 MICGDMM Capítulo 5 Responsabilidade da Gestão Função Metrológica Objectivos Específicos ? Conhecer as responsabilidades da função metrológica ao nível da gestão de uma organização. 5.1 Função Metrologia A função metrologia deve ser definida pela organização. A direcção da organização deve garantir a disponibilização de recursos necessários de forma a estabelecer e manter a função metrologia. Guia de aplicação A função metrologia pode ser assegurada por um único serviço ou repartida no todo da organização. O responsável pela função metrologia deve estabelecer, documentar e manter o sistema de gestão da medição e melhorar permanentemente a sua eficácia. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 34 MICGDMM Capítulo 5 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 5.2 Escutar o cliente O responsável pela função metrologia deve assegurar que: a) as exigências do cliente relativas à medição são determinadas e convertidas em exigências metrológicas, b) o sistema de gestão da medição satisfaz as exigências metrológicas dos clientes, c) a conformidade para com as exigências especificadas pelo cliente pode ser demonstrada. 5.3 Objectivos da qualidade O responsável pela função metrologia deve definir e estabelecer os objectivos da qualidade mensuráveis para o sistema de gestão da medição. Devem ser definidos critérios de desempenho objectivos e procedimentos para os processos de medição e do seu controlo. Guia de aplicação Exemplos de objectivos da qualidade definidos a diferentes níveis de organização: - nenhum produto não conforme deve ser aceite, nem nenhum produto conforme recusado, devido a medições incorrectas; - nenhum processo de medição deve estar fora de controlo por mais do que um dia sem detecção - todas as confirmações metrológicas devem ser concluídas nas datas previstas; - os registos de confirmação metrológica nunca devem ser ilegíveis; - os planos de formação técnica devem ser concluídos de acordo com os calendários preestabelecidos; - o tempo de indisponibilidade dos equipamentos de medição deve ser reduzido numa determinada percentagem. . . . . . . .. . . 35 MICGDMM Capítulo 5 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 5.4 Revisão pela gestão A direcção da organização deve assegurar-se da realização de revisões periódicas em intervalos planificados do sistema de gestão da medição, para verificar que este se mantém adequado, eficaz e pertinente. A direcção da organização deve assegurar a disponibilização dos recursos necessários para a realização da revisão do sistema de gestão da medição. Os resultados das revisões da gestão devem ser usados pelo responsável da função metrologia para modificar o sistema se necessário, incluindo a melhoria dos processos de medição e a revisão dos objectivos da qualidade. Os resultados de todas as revisões e de todas as acções executadas devem ser registados. Síntese do Capítulo 5 Definição das funções da metrologia, disponibilização de recursos e documentação do sistema de gestão. Escuta do cliente. Estabelecimento dos objectivos da qualidade. Critérios de desempenho. Revisão da direcção do sistema de gestão da medição e disponibilização de recursos. . . . . . . .. . . 36 MICGDMM Capítulo 6 MICGDMM Capítulo 6 Gestão de Recursos Objectivos Específicos ? Conhecer os recursos necessários e como gerir as competências técnicas. ? Quais as formas de utilizar a informação, registos e procedimentos. ? Como gerir e validar os sistemas de informação. ? Conhecer os meios de gestão, conservação, calibração e utilização dos meios de medida. ? Dar a conhecer como e porquê gerir os fornecedores externos. 6.1 Competências 6.1.1 Responsabilidade do Pessoal O responsável pela função metrologia deve definir e documentar as responsabilidades de todo o pessoal afecto ao sistema de gestão da medição. Guia de aplicação Estas responsabilidades podem ser definidas sob a forma de organigramas, descrições de posto, instruções de trabalho ou procedimentos. Não se exclui o recurso ao uso de pessoal especializado externo à função metrologia. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 37 MICGDMM Capítulo 6 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 6.1.2 Competência e Formação O responsável pela função metrologia deve garantir que os membros do pessoal implicados no sistema de gestão da medição demonstram aptidão para desempenhar as tarefas que lhes são atribuídas. Qualquer necessidade de competência especializada necessária deve ser especificada. O responsável pela função metrologia deve verificar que a formação necessária para responder às necessidades identificadas é dada, que os registos das actividades de formação são mantidos e que a eficácia da formação é avaliada e documentada. Os membros do pessoal devem ser informados do alcance das suas responsabilidadese obrigações, tal como do impacto das suas actividades na eficácia do sistema de gestão da medição e na qualidade do produto. Guia de aplicação A competência pode ser adquirida pela formação inicial, pela formação contínua e pela experiência adquirida; pode ser provada por testes ou pela demonstração de desempenho. Quando se recorre a pessoal em curso de formação, deve ser providenciada supervisão adequada. 6.2 Informação 6.2.1 Procedimentos Os procedimentos do sistema de gestão da medição devem estar convenientemente documentados e validados, de forma a assegurar a sua correcta implementação, coerência e validade dos resultados de medição. A edição de novos procedimentos ou a modificação de procedimentos existentes deve ser autorizada e verificada. Os procedimentos devem estar em dia, acessíveis e ser fornecidos sempre que solicitados. . . . . . . .. . . 38 MICGDMM Capítulo 6 Guia de aplicação Os procedimentos técnicos podem ser baseados nas práticas estandardizadas de medição publicadas ou nas instruções escritas pelos clientes ou pelos fabricantes dos equipamentos. A seguir mostra-se um exemplo de procedimento onde constam os capítulos principais, exceptuando o capítulo de incertezas de medida que vai ser tratado posteriormente. 6.2.1.1 Procedimento de Calibração de um Paquímetro 6.2.1.1.1 Rastreabilidade PADRÃO DE REFERÊNCIA BLOCOS PADRÃO GRAU 2 BLOCOS PADRÃO GRAU 2 ANEL PADRÃO PADRÃO DE REFERÊNCIA BLOCOS PADRÃO GRAU 2 6.2.1.1.2 Introdução Os paquímetros de relógio ou de nónio - com indicação analógica ou digital são utilizados como instrumentos de medida de exteriores, interiores e de profundidade. 6.2.1.1.3 Objectivo e Campo de Aplicação Este procedimento aplica-se à calibração de paquímetros de nónio, analógicos e de relógio, com alcance de 0 a 150 mm e menor divisão 0.1, 0.05, e 0.02 mm e paquímetros com indicação digital e incremento de 0.01 mm. Dado que um bloco padrão ou um anel padrão são medidas materializadas de comprimento, comprimento esse que é conhecido até POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 39 MICGDMM Capítulo 6 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu às centésimas de μm, a calibração do paquímetro consiste na leitura, pelo mesmo, desses comprimentos em condições de repetibilidade. Este procedimento também se aplica a paquímetros que não tenham a possibilidade de realizar medições de exteriores, interiores ou profundidades. 6.2.1.1.4. Referências Norma DIN 862 Norma ISO 3650 V.I.M. 6.2.1.1.5. Execução da Calibração Execute a calibração do paquímetro obedecendo aos seguintes pontos: 6.2.1.1.5.1 Equipamento necessário Blocos padrão Grau 2 Anel padrão de 25 mm Plano de granito 6.2.1.1.5.2 Verificação de funcionamento 1. Retire os blocos padrão da respectiva caixa. 2. Verifique o estado de desgaste e o acabamento das faces de medida do paquímetro, e certifique-se que a corrediça do mesmo se desloca livremente ao longo do corpo do mesmo. Proceda à limpeza do paquímetro se necessário. 3. Coloque os blocos padrão, o anel padrão e o paquímetro a calibrar no plano de granito e deixe estabilizar, no mínimo, durante 6 horas, de forma a garantir a equalização da temperatura entre os padrões e o paquímetro. Nota: Calce as luvas de algodão, para poder manusear os padrões e o paquímetro. . . . . . . .. . . 40 MICGDMM Capítulo 6 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 6.2.1.1.5.3 Selecção do Padrão Seleccione os blocos padrão a utilizar do conjunto de grau 2. 6.2.1.1.5.4 Faces para medição de exteriores Apesar do paquímetro possuir faces para medição de exteriores, interiores e de profundidade, as faces partilham a mesma escala (ou indicação). Daí a opção de realizar o ensaio de linearidade da escala, nas faces de medição para exteriores. 6.2.1.1.5.4.1 Ensaio de linearidade 1. Realize o encosto das faces de medição, lenta e cuidadosamente e utilizando sensivelmente a mesma força. Seja ZERO, ou não, o valor indicado pelo paquímetro, anote o valor na folha de registos. Utilizando a corrediça afaste as maxilas uma da outra. Realize novamente o encosto das faces e anote o valor obtido. Torne a afastar as maxilas, encoste-as e anote o valor dado pelo paquímetro. 2. Seleccione cinco blocos padrão ou empilhamento de blocos padrão de modo a cobrir toda a gama de medição do paquímetro e que envolva marcas de graduação diferentes do nónio ou do indicador em cada medição. Nota: A título de exemplo, e para um paquímetro de 100 mm, poderá seleccionar os seguintes blocos padrão ou empilhamento de blocos padrão : 10,3 20,6 50,2 75,8 100,0 mm 3. Escolha o bloco padrão ou empilhamento de blocos padrão de valor mais baixo. Abra as maxilas até um obter um valor superior ao comprimento nominal do bloco. Coloque o bloco perpendicularmente e sensivelmente a meio das faces de medida das maxilas do paquímetro (ver figura 1), e realize o encosto lenta e cuidadosamente. Leia o valor dado pelo paquímetro, abra novamente as maxilas e retire o bloco. Repita três vezes, retirando e colocando o bloco entre as maxilas, registando as leituras dadas pelo paquímetro na folha de registos. . . . . . . .. . . 41 MICGDMM Capítulo 6 4. Registe o valor nominal do bloco, ou do empilhamento de blocos, na folha de registos e a respectiva correcção dada pelo certificado da última calibração. Nota: Se utilizar a colagem de 2 blocos, o valor total será a soma dos valores parciais e a correcção total será a soma algébrica das correcções. 5. Torne a afastar as maxilas, retirando o bloco. Continue a afastar as maxilas até obter um valor superior ao comprimento nominal do próximo bloco a utilizar. Coloque o bloco perpendicularmente e sensivelmente a meio das faces de medida das maxilas do paquímetro (ver figura 1), e realize o encosto lenta e cuidadosamente. Repita três vezes, retirando e colocando o bloco e registando as leituras dadas pelo paquímetro na folha de registos. Figura 1: Diagrama esquemático da montagem do equipamento 6. Repita de 2 a 4 para os restantes blocos ou empilhamento de blocos. Nota: A força de encosto deve ser sensivelmente a mesma para todo o ensaio. Nota: Posicione-se em frente ao paquímetro de indicação analógica, de modo a minimizar os erros de paralaxe. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 42 MICGDMM Capítulo 6 6.2.1.1.5.5 Faces para medição de interiores 1. Seleccione um anel padrão cuja dimensão nominal esteja dentro da gama de medição do paquímetro, por exemplo 25 mm. 2. Registe o valor nominal e a correcção de acordo com o certificado, na folha de registos. 3. Com as "orelhas" a ''ZERO", aproxime o anel padrão perpendicularmente às faces de medição (ver figura 2). Mova a corrediça até que as duas faces de medição toquem no anel. Leiao valor dado pelo paquímetro, volte a colocar a "ZERO" as "orelhas", e retire o anel. Repita, colocando e retirando o anel, 3 vezes a medição do valor do diâmetro do anel pelo paquímetro e registe as leituras obtidas. Figura 2: Diagrama esquemático da montagem do equipamento 6.2.1.1.5.6 Faces para Medição de Profundidades 1. Verifique, utilizando o plano de granito como base, que a lâmina de medição de profundidades está à face da extremidade do paquímetro, quando este marca ZERO. 2. Quer o paquímetro marque ZERO ou não, registe a leitura dada pelo paquímetro, na folha de registos. 3. Coloque dois blocos de valor nominal 25 mm, lado a lado, sobre o plano de granito, deixando um espaço entre eles (ver figura 3). 4. Registe o valor dos blocos e as respectivas correcções na folha de registos. O valor real será a média dos valores reais dos dois blocos. 5. Insira, lentamente a lâmina de medição de profundidades do paquímetro no espaço entre os blocos, até que a ponta da lâmina toque no plano de granito e encostando a base do paquímetro às faces superiores do empilhamento (ver figura 3). 6. Registe a leitura dada pelo paquímetro. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 43 MICGDMM Capítulo 6 7. Retire a lâmina e repita 5 e 6, três vezes, registando os valores obtidos na folha de registos. Figura 3: Diagrama esquemático da montagem do equipamento. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 44 MICGDMM Capítulo 6 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 6.2.1.1.5.7 Correcções com a Temperatura Na metrologia dimensional, a temperatura é uma grandeza de influência que deve ser tida em conta. Daí a necessidade de tempos de estabilização longos, por forma a garantir a equalização da temperatura entre as medidas materializadas e os instrumentos de medição. Uma regra a seguir é não expor aos instrumentos o calor que emana do corpo, utilizando luvas de algodão e pinças. 6.2.2 Ferramentas Informáticas As ferramentas informáticas usadas nos processos de medição e nos cálculos dos resultados devem ser devidamente documentadas, identificadas e controladas, de forma a assegurar a sua adequação contínua. Todas as versões das ferramentas informáticas devem ser submetidas a um teste e/ou validação antes da sua primeira utilização e devem ser aprovadas para uso. Estes testes e validações, bem como a aprovação final, devem ficar devidamente registados. Os testes devem ser realizados até que a validade dos resultados da medição seja garantida. Guia de aplicação As ferramentas informáticas podem apresentar-se de diferentes formas: integradas, programáveis ou do tipo comercial. As ferramentas informáticas comerciais podem não necessitar de ser submetidas a testes. O teste de uma ferramenta informática pode incluir as seguintes operações: teste antivírus, verificação dos algoritmos programados pelo utilizador, ou uma combinação destas operações para alcançar o resultado da medição esperado. O controle da configuração da ferramenta informática pode ajudar a manter a integridade e a validade dos processos da medição que utilizam ferramentas informáticas. O registo pode ser feito em cópias de segurança, através do armazenamento em lugar diferente ou através de qualquer outro meio de protecção do programa, assegurando o seu acesso e garantindo a sua rastreabilidade. . . . . . . .. . . 45 MICGDMM Capítulo 6 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 6.2.3 Registos Os registos que contêm as informações necessárias para o funcionamento do sistema de gestão da medição devem ser mantidos. Processos documentados devem assegurar a identificação, armazenamento, protecção, recuperação, vida útil e eliminação dos registos. Guia de aplicação Como exemplo de registos podemos citar resultados de confirmação, resultados de medição, dados da compra e de funcionamento, dados de não conformidade, reclamações dos clientes, dados históricos de formação, de qualificação ou qualquer outro dado de suporte ao processo de medição. 6.2.4 Identificação Os equipamentos de medição e os procedimentos técnicos utilizados no sistema de gestão da medição devem ser claramente identificados, individual ou colectivamente. O estado de confirmação metrológica dos equipamentos deve estar identificado. Os equipamentos que são confirmados somente para serem utilizados num ou mais processos particulares da medição devem ser claramente identificados ou geridos de forma a impedir qualquer utilização não autorizada. Os equipamentos do sistema de gestão da medição devem poder ser distinguidos de outros equipamentos. 6.3 Equipamentos e Materiais 6.3.1 Equipamentos de Medição Todos os equipamentos de medição necessários para que as exigências metrológicas específicas sejam cumpridas, devem estar disponíveis e identificados no sistema de gestão da medição. Antes de serem aceites, os equipamentos de medição devem apresentar uma calibração válida. . . . . . . .. . . 46 MICGDMM Capítulo 6 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Os equipamentos de medição devem ser utilizados num ambiente controlado ou conhecido na extensão necessária, para garantir resultados de medição fiáveis. Os equipamentos de medição utilizados para supervisionar e registar grandezas de influência, devem estar incluídos no sistema de gestão da medição. Guia de aplicação Um equipamento de medição pode ser aceite para ser usado num processo de medição particular, e pode não ser aceite para ser utilizado noutros processos de medição cujas exigências metrológicas sejam diferentes. As exigências metrológicas relacionadas com os equipamentos de medição derivam de exigências específicas do produto ou do equipamento a calibrar, verificar e confirmar. O erro máximo admitido pode ser definido com base nas especificações definidas pelo construtor do equipamento de medição, ou estabelecidas pela função metrologia. O equipamento de medição pode ser calibrado por uma organização distinta da função metrologia que realiza a confirmação metrológica. A caracterização dos materiais de referência pode responder às exigências da calibração. O responsável pela função metrologia deve estabelecer, manter e utilizar os procedimentos documentados para a recepção, manutenção, transporte, armazenamento e expedição dos equipamentos de medição, evitando assim, o emprego abusivo, a má utilização e a deterioração das características metrológicas. Estes procedimentos deverão existir incluídos ou não no sistema de gestão da medição. 6.3.2 Ambiente As condições ambientais exigidas para o correcto funcionamento dos processos de medição abrangidos pelo sistema de gestão de medição devem ser documentadas. As condições ambientais que afectam as medições devem ser supervisionadase registadas. As correcções baseadas nas condições ambientais devem ser registadas e aplicadas aos resultados das medições. . . . . . . .. . . 47 MICGDMM Capítulo 6 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Guia de aplicação As condições ambientais que podem afectar os resultados das medições, incluem a temperatura, gradiente de variação de temperatura, humidade, luminosidade, vibrações, controlo de poeiras, limpeza, interferências electromagnéticas ou outros factores. Geralmente os fabricantes dos equipamentos fornecem especificações relativas à amplitude de medição, aos valores máximos admissíveis e aos limites das condições ambientais para uma utilização correcta do equipamento. 6.4 Gestão de Fornecedores Externos O responsável pela função metrologia deve definir e documentar as exigências aplicáveis aos produtos e serviços do sistema de gestão da medição, quando estes são fornecidos externamente. Os fornecedores externos devem ser avaliados e seleccionados com base na sua capacidade de satisfazer as exigências documentadas. Os critérios de selecção, de monitorização e de avaliação devem ser definidos e documentados, e os resultados das avaliações devem ser devidamente registados. Os registos dos produtos ou serviços fornecidos pelos fornecedores externos devem ser preservados. Guia de aplicação Se um fornecedor externo está encarregue da realização de ensaios ou calibrações, é conveniente que ele possa demonstrar as suas competências técnicas de acordo com uma norma laboratorial, como por exemplo a ISO/CEI 17025. Os produtos os serviços fornecidos por fornecedores externos podem necessitar de uma verificação de conformidade, de acordo com as exigências especificadas. . . . . . . .. . . 48 MICGDMM Capítulo 6 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Síntese do Capítulo 6 Recursos humanos afectos ao sistema de gestão da medição: definição e documentação de responsabilidades, aptidão para o desempenho das funções, competências específicas, formações. Recursos relativos à informação: documentação e validação dos procedimentos do sistema de gestão da medição. Documentação, identificação, validação e controlo das ferramentas informáticas nos processos de medição. Manutenção, armazenamento, protecção, recuperação, vida útil e eliminação de registos. Identificação dos equipamentos de medição e do seu estado metrológico. Recursos relativos aos materiais, nomeadamente no que diz respeito aos equipamentos de medição e às condições ambientais. Exigências aplicáveis aos produtos e serviços de fornecedores externos. . . . . . . .. . . 49 MICGDMM Capítulo 7 MICGDMM Capítulo 7 Confirmação Metrológica e Execução dos Processos de Medida Objectivos Específicos ? Em que consiste a confirmação metrológica, intervalos de calibração/confirmação, controlo e registo da confirmação. ? Como construir e explorar um processo de medição. ? Como utilizar os equipamentos de medida, como interpretar os resultados de medida. ? Definição de incerteza de medida, seu objectivo e cálculo. ? A rastreabilidade da medida, seu propósito e garantia. ? Conhecer o método de cálculo de uma incerteza de medida. 7.1 Confirmação Metrológica 7.1.1 Modo de Funcionamento Geral A confirmação metrológica deve ser concebida e executada, de forma a garantir que as características metrológicas dos equipamentos de medição satisfaçam as exigências metrológicas do processo de medição. A confirmação metrológica inclui a calibração e a verificação do equipamento de medição. Guia de aplicação Não é necessária uma nova calibração de um equipamento de medição se este estiver dentro do período de validade da última calibração. Os procedimentos de confirmação metrológica devem incluir métodos para verificar que as incertezas de medição e/ou os erros do equipamento de POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 50 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu medição estão dentro dos limites de aceitação especificados nas exigências metrológicas. Informações relevantes do estado de confirmação metrológica do equipamento de medição, incluindo qualquer limitação ou exigência especial, devem estar facilmente acessíveis ao operador. As características metrológicas do equipamento de medição devem ser apropriadas para o uso pretendido. Guia de aplicação Exemplos de características de equipamentos de medição: - amplitude, - erro de exactidão, - repetibilidade, - estabilidade, - histerese, - deriva, - efeitos de grandezas de influência, - resolução, - (limite de) mobilidade, - erro, - zona inoperante. As características metrológicas dos equipamentos de medição são factores que contribuem para a incerteza de medição (ver 7.3.1) e que permitem a comparação directa com as exigências metrológicas com vista a estabelecer a confirmação metrológica. As expressões qualitativas das características metrológicas, tais como a "exactidão requerida do equipamento de medição "devem ser evitadas. . . . . . . .. . . 51 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 7.1.2 Intervalos de Confirmação Metrológica Os métodos usados para determinar ou modificar os intervalos de confirmação metrológica devem estar descritos em procedimentos documentados. Os intervalos de confirmação metrológica devem ser revistos e ajustados quando necessário, para assegurar a conformidade permanente com as exigências metrológicas especificadas. Guia de aplicação Os dados obtidos a partir do histórico das calibrações e das confirmações metrológicas, bem como o progresso dos conhecimentos e das tecnologias, podem ser utilizados para determinar os intervalos de confirmação metrológica. Os registos obtidos com a ajuda de técnicas de controlo estatístico dos processos de medição podem ser utilizados para verificar se os intervalos de confirmação metrológica devem ou não ser modificados. O intervalo de calibração pode ser igual ao intervalo de confirmação metrológica (ver OIML D 10). Cada vez que um equipamento de medição não conforme é reparado, ajustado ou modificado, o intervalo da sua confirmação metrológica deve ser revisto. 7.1.3 Controlo do Ajuste de Equipamentos O acesso aos dispositivos e meios de ajuste de equipamentos de medição aceites, que possam afectar as características metrológicas, deve ser selado ou protegido a fim de impedir toda a modificação não autorizada. Os selos ou as protecções devem ser concebidos e instalados de forma a detectar qualquer infracção. Os procedimentos relativos aos processos de confirmação metrológica devem incluir as acções a realizar quando os selos ou as protecções forem danificados, quebrados, neutralizados ou faltarem. Guiade aplicação A exigência relativa às protecções não se aplica aos meios e dispositivos de regulação que não necessitam de referências exteriores destinados ao uso do utilizador, como por exemplo, para a regulação do zero. . . . . . . .. . . 52 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Deve ser dada uma atenção particular às técnicas de protecção de escrita para impedir qualquer modificação não autorizada de programas informáticos aplicativos e de construtores. As decisões a respeito da escolha dos equipamentos e mecanismos a proteger e da escolha dos dispositivos de protecção (etiqueta, soldadura, fio, pintura, etc.) são, em princípio, da alçada da função metrologia. A implementação de um programa de protecção pela função metrologia deve ser documentada. Nem todos os equipamentos de medição se prestam à protecção. 7.1.4 Registos do Processo de Confirmação Metrológica Os registos do processo de confirmação metrológica devem ser datados e, se necessário, aprovados por uma pessoa autorizada para comprovar a exactidão dos resultados. Os registos do processo de confirmação devem ser preservados e manterem-se disponíveis. Guia de aplicação A duração mínima para a retenção dos registos depende de numerosos factores tais como as exigências do cliente, as exigências regulamentares ou legais e a responsabilidade legal do fabricante. Os registos relativos a padrões de medição podem ter que ser conservados indefinidamente. Os registos do processo de confirmação metrológica devem demonstrar que cada equipamento de medição satisfaz as exigências metrológicas especificadas. Os registos devem incluir, se for o caso: a) descrição e identificação unívoca do fabricante, o tipo, o número de série, etc.; b) data de realização da confirmação metrológica; c) resultado da confirmação metrológica; d) intervalo de confirmação metrológica especificado; e) identificação do procedimento de confirmação (ver 6.2.1); . . . . . . .. . . 53 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu f) erro(s) máximo(s) admitidos(s) especificado(s); g) circunstâncias ambientais relevantes e uma lista de todas as correcções necessárias; h) incerteza de calibração; i) detalhes de todas as operações de manutenção tais como, os ajustes, as reparações ou as modificações; j) quaisquer restrições ao uso; k) identificação da(s) pessoa(s) que efectuou (efectuaram) a confirmação; l) identificação das pessoas encarregues de assegurar a exactidão das informações registadas; m) identificação unívoca (por exemplo por números sequenciais) de todos os certificados de calibração e de outros documentos pertinentes; n) evidência da rastreabilidade dos resultados da calibração; o) exigências metrológicas para o uso previsto; p) resultados da calibração obtidos depois e, se for pedido, antes de qualquer ajuste, modificação ou reparação. Guia de aplicação É aconselhável registar os resultados da calibração de forma a demonstrar a rastreabilidade de todas as medições e de forma a poder reproduzir os resultados da calibração sob condições próximas das condições originais. Em determinados casos, um resultado de verificação é incluído no certificado de calibração que menciona se o equipamento satisfaz (ou não) as exigências especificadas. Os registos podem apresentar-se sob a forma manuscrita, impressa, sob a forma de microfilme, de memória electrónica ou magnética ou de qualquer outro suporte de dados. O erro máximo admitido pode ser estabelecido pela função metrologia, ou referenciado na especificação publicada pelo fabricante do equipamento de medição. A função metrologia deve assegurar que somente o pessoal autorizado possa produzir, modificar, difundir e destruir registos. . . . . . . .. . . 54 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 7.1.5 Exercício Prático de Confirmação Metrológica Os conceitos de Tolerância, Erro e Incerteza andam intimamente ligados. Embora tenham significados bem distintos são por vezes origem de confusão. Imagine que na sua empresa necessitou fazer uma requisição para o fabrico de uma peça de aço em que especificou: Fabrico de peça em aço: Comprimento Nominal = 100 mm Tolerância = ± 1mm Quando recebeu a peça, vinha acompanhada de um folheto técnico onde constava: Comprimento Nominal = 100,03 mm Incerteza = ± 0,20mm A primeira questão que se coloca, é se a peça está ou não em condições de ser recebida. Para que possamos tomar a decisão teremos de saber interpretar cada um dos números que nos são fornecidos face aos que pedimos. Comecemos por relembrar os conceitos: TOLERÂNCIA Parâmetro que nos indica os limites de variação máxima (superior e inferior) da medida nominal especificada. No exemplo dado é de ± 1 mm, portanto os limites de variação serão 99 e 101 mm. ERRO Indica-nos a diferença entre o valor real de uma grandeza e o valor que à partida era desejável que tivesse. No exemplo dado é de +0,03 mm (= 100,03 –100). INCERTEZA Parâmetro que quantifica os limites máximos (superior e inferior) dos erros que possam ser cometidos quando se faz uma medição e para os quais não é possível prever o seu sentido de variação. As definições acima são uma interpretação das definições originais, já dadas atrás, adaptadas ao exemplo em estudo. . . . . . . .. . . 55 MICGDMM Capítulo 7 Para o caso em análise, uma vez que a incerteza pode originar um desvio com o mesmo sinal do erro, devemos impor que a sua soma não deva ser superior à tolerância. ( ) Tolerância Incerteza Erro : Aceitaçãode Critério ≤+ Erro = +0.03 mm Incerteza = ± 0,20 mm Tolerância = ± 1 mm Para a verificação do critério de aceitação vamos considerar que a incerteza se soma ao erro com o mesmo sinal (caso mais desfavorável). 0,03 + 0,2 = 0,23 mm < 1 mm O critério verifica-se, logo podemos aceitar o trabalho 100,03 + 0,20 Incerteza 100,03 - 0,20 100,03 ± 0,20 Medida Real Valor Nominal 100 Erro = 0,03 mm POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 56 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 7.2 Processos de Medição 7.2.1 Generalidades Os processos de medição que pertencem ao sistema de gestão da medição devem ser planeados, validados, executados, documentados e controlados. As grandezas de influência que afectam os processos da medição devem ser identificadas e tomadas em consideração. A especificação completa de cada processo de medição deve incluir a identificação de todos os equipamentos relevantes, dos procedimentos de medição, das ferramentas informáticas de medição, das condições de uso, das competências do operadore de quaisquer outros factores que afectem a fiabilidade do resultado da medição. O controlo dos processos de medição deve ser realizado de acordo com os procedimentos documentados. Guia de aplicação Um processo de medição pode ser limitado à utilização de um único equipamento de medição. Um processo de medição pode necessitar da correcção de dados devido, por exemplo, às condições ambientais. 7.2.2 Concepção de Processos de Medição As exigências metrológicas devem ser determinadas com base no cliente, na organização e exigências regulamentares ou legais. Os processos de medição concebidos para responder a estas exigências específicas devem ser documentados, apropriadamente validados, e, se necessário, aprovados pelo cliente. Para cada processo de medição, os elementos e os controlos relevantes do processo devem ser identificados. A escolha dos elementos e dos limites de controlo deve ser calculada em função do risco de não satisfazer as exigências estabelecidas. Estes elementos e controlos do processo devem incluir os efeitos do operador, do equipamento, das condições ambientais, das grandezas de influência e dos métodos de aplicação. . . . . . . .. . . 57 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Guia de aplicação Na especificação de um processo de medição, pode ser necessário determinar: - quais as medições necessárias para garantir a qualidade do produto, - os métodos de medição, - o equipamento necessário para realizar a medição, - as competências e qualificações necessárias do pessoal que realiza as medições. Os processos de medição podem ser validados por comparação com os resultados de outros processos validados, por comparação com os resultados de outros métodos de medição ou analisando permanentemente as características dos processos de medição. O processo de medição deve ser concebido para evitar resultados de medição erróneos, e deve assegurar uma detecção rápida das falhas e acções correctivas oportunas. Guia de aplicação Os recursos atribuídos ao controlo dos processos de medição devem ser calculados de acordo com a importância das medições na qualidade final do produto da organização. Exemplos de situações onde é necessário um elevado nível no controle dos processos de medição são os sistemas de medição críticos ou complexos, medições que asseguram a segurança de um produto ou medições que envolvem custos elevados se incorrectas. Um controlo mínimo dos processos pode ser adequado para medições simples de peças não críticas. Os procedimentos do controlo dos processos podem apresentar-se de uma forma genérica para tipos de equipamentos de medição e aplicações similares, como, por exemplo, o uso de ferramentas manuais de medição para medir peças maquinadas. É aconselhável quantificar o impacto das grandezas de influência sobre os processos de medição. Para tal, pode ser necessário conceber e realizar experiências ou investigações. Quando tal não for possível, é conveniente usar os dados, especificações e advertências fornecidos pelo fabricante do equipamento. As características metrológicas exigidas para o uso previsto do processo de medição devem estar identificadas e quantificadas. . . . . . . .. . . 58 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Guia de aplicação Exemplos de características: - incerteza da medição - estabilidade - erro máximo admitido - repetibilidade - reprodutibilidade - nível de competências do operador Outras características podem ser significativas para determinados processos de medição. 7.2.3 Execução do Processo de Medição O processo de medição deve ser executado sob condições controladas que cumpram as exigências metrológicas. As condições a controlar devem incluir: a) o uso de equipamentos confirmados metrologicamente, b) a aplicação de procedimentos de medição validados, c) a disponibilização das fontes de informação necessárias, d) a manutenção das condições ambientais exigidas, e) o recurso a pessoal competente, f) a transmissão correcta dos resultados, g) a implementação da monitorização de acordo com as especificações. . . . . . . .. . . 59 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 7.2.4 Registos dos Processos de Medição A função metrologia deve conservar os registos para demonstrar a conformidade com as exigências relativas ao processo de medição, incluindo os seguintes elementos: a) uma descrição completa dos processos de medição executados, incluindo todos os elementos, (por exemplo, os operadores, os equipamentos de medição ou os padrões utilizados) e as condições de utilização relevantes; b) dados relevantes obtidos a partir de dados do controlo dos processos de medição, incluindo todas as informações relativas à incerteza da medição; c) quaisquer as acções tomadas como resultado das informações do controle dos processos de medição; d) a(s) data(s) de realização de cada actividade de controlo dos processos de medição; e) identificação de todos os documentos de verificação relevantes; f) a identificação da pessoa encarregue de recolher as informações a registar; g) as aptidões (requeridas e adquiridas) do pessoal. Guia de aplicação Para os registos, uma identificação por grupos pode ser suficiente para os produtos consumíveis usados no processo de controlo de medição. A função metrologia deve assegurar que só o pessoal autorizado pode produzir, modificar, difundir e destruir os registos. . . . . . . .. . . 60 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 7.2.5 Exercício de Medição/Utilização de Instrumentos Tipo de Medição Descrição Exemplos dos Equipamentos Envolvidos Medição Directa É realizada com equipamentos que determinam a medida, mediante uma escala. Neste caso podem ler-se directamente, sem necessidade de dispositivo auxiliar. • Fitas métricas, • Réguas graduadas, • Paquímetros, • Micrómetros, • Sutas Medição Indirecta É efectuada com equipamentos que se regulam com um padrão de grandeza conhecida. Neste caso lê-se a diferença da medida da peça em relação à do padrão. Ao padrão, ou peça de referência, exige- se uma grandeza fixa e invariável, sobre a qual se baseiam todas as medições. Como medida de comprimento, que é a mais usual na indústria, adoptou-se internacionalmente o Metro. • Comparadores Medição Directa Como já foi referido, medição directa é a que pode ser realizada directamente na escala do aparelho de medição, sem apoio de qualquer dispositivo auxiliar. Em alguns equipamentos de metrologia existe uma escala auxiliar, chamada nónio que permite uma medição mais exacta. O nónio foi inventado pelo português Pedro Nunes, no século XVI. Inicialmente, em combinação com o astrolábio, servia para medir fracções de graus angulares. No século XVII foi aperfeiçoado por Clavius e por Vernier. Fundamentos do nónio:O nónio é uma régua ou escala auxiliar acoplada à escala principal do instrumento de medição. As suas divisões são de menor comprimento, o que permite visualizar fracções das divisões da régua. . . . . . . .. . . 61 MICGDMM Capítulo 7 Para maior clareza considere-se a seguinte figura: Como se pode ver, a escala do nónio só abrange 9 divisões da escala principal. Assim, as 10 divisões do nónio medem 9 mm. Portanto, cada divisão do nónio valerá: 9 mm / 10 = 0,9 mm Na figura acima o zero da escala principal coincide com o do nónio mas há uma pequena diferença entre os dois “1”. Esta diferença é a que existe entre o valor de uma divisão da escala principal (1 mm) e uma divisão do nónio (0,9 mm). Isto é, 1 – 0,9 = 0,1 mm. Chama-se a isto resolução do nónio. Pode dizer-se que, neste caso, a resolução do nónio é igual à diferença entre uma divisão da escala principal e uma divisão do nónio. Na figura anterior, a divisão “1” do nónio coincide com a divisão “1” da escala principal; logo, o nónio deslocou-se de 0,1 mm. Nesta figura, as divisões «4» são coincidentes, o que significa que se medem 0,4 mm, dado que a escala do nónio se desloca 4 vezes 0,1 mm. Nesta última figura, a medida indicada é 6,4 mm. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 62 MICGDMM Capítulo 7 A figura seguinte apresenta um nónio com 20 divisões: Observa-se que a escala do nónio abrange 19 divisões de escala principal. Valor de uma divisão do nónio: 19 mm / 20 = 0,95 mm Resolução do Nónio: 1 – 0,95 = 0,05 mm Exemplo de medições: Exemplos de instrumentos de medição directa: Paquímetros O paquímetro é, essencialmente, uma régua graduada e aperfeiçoada, POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 63 MICGDMM Capítulo 7 com um nónio acoplado para medir com maior exactidão. A figura anterior, mostra um paquímetro formado por uma régua graduada fixa e outra móvel, com um nónio. A régua fixa tem a forma de pé e sobre ela desliza a régua móvel ou «cursor». Ambas têm maxilas que estão em contacto quando a medida é zero. Quando o cursor ou a régua móvel se desloca para a direita (ver figura seguinte), a distância entre as maxilas é a mesma que existe entre o «zero» da régua fixa e o «zero» do nónio. Deste modo, o comprimento de uma peça, colocada entre as maxilas do paquímetro, será a indicada pelo zero do nónio, em relação ao zero da escala fixa. Nesta figura, o comprimento da peça é de 6,4 mm. O cursor tem o nónio gravado sobre um bisel para evitar erros de paralaxe. O deslizamento é suave e frequentemente existe um freio para imobilizar o cursor. A resolução do paquímetro depende do número de divisões do nónio. O quadro seguinte apresenta as divisões mais frequentes: POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 64 MICGDMM Capítulo 7 Exemplo de leitura num paquímetro com resolução de 1/20 mm: Sobre a régua: O traço zero do nónio encontra-se entre 72 e 73, logo a primeira leitura é 72. Sobre o nónio: Procura-se o traço do nónio que está no prolongamento de uma divisão da régua. Neste caso encontra-se entre 6 e 7. A leitura será: 72 + 0,6 + 0,05 = 72,65 mm Medição Indirecta: Calibres de Limites A utilização de um sistema de tolerâncias e ajustamentos como o ISO conduziu, naturalmente, à utilização de calibres de limites, vulgarmente conhecidos por calibres “Passa / Não Passa” (P/NP). Numa medição com recurso a este tipo de calibres, não se obtém um valor medido, ou valor da mensurada, mas apenas se determina se a dimensão está ou não entre dois limites, superior e inferior. A este tipo de inspecção designa-se por inspecção por atributos. Os calibres “P/NP” mais simples são utilizados na inspecção de furos e veios. Também existem calibres “P/NP” roscados, destinados à inspecção de roscas interiores e exteriores. Poderia dizer-se que o calibre Passa de um furo deverá ser um cilindro com um diâmetro igual ao diâmetro mínimo do furo e o calibre Não Passa seria um cilindro com um diâmetro igual ao diâmetro máximo do furo. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 65 MICGDMM Capítulo 7 Tal, na realidade, não pode acontecer porque os próprios calibres estão sujeitos às mesmas leis naturais que impedem a fabricação de peças com dimensões exactamente iguais às pretendidas. Estes calibres P/NP são produzidos com tolerâncias muito mais apertadas do que aquelas que pretendemos medir. A figura seguinte apresenta alguns exemplos de calibres de limites lisos. 7.2.6 Exercício de Medição e Interpretação de Resultados Quais são os valores dos diâmetros Passa e Não Passa de um calibre liso destinado a controlar um furo com a seguinte especificação: 110,0 162,0 25+ + De acordo com a Norma DIN 7162 temos: POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 66 MICGDMM Capítulo 7 Temos então para o nosso exemplo: POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 67 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Cmáx = 25 + 0,162 = 25,162 mm Cmín = 25 + 0,110 = 25,110 mm T = Cmáx-Cmin = 52μm H/2 (da tabela) = 2 μm = 0,002 mm z (da Tabela) = 9 μm = 0,009 mm y (da Tabela) = 0 μm = 0,000 mm Diâmetro Passa (novo) = (Cmín + z) ± H/2 = (25,110 + 0,009) ± 0,002 = 25,119 ± 0,002 mm Diâmetro Passa (usado) = Cmín – y = 25,110 - 0,000 = 25,110 mm Diâmetro Não Passa = Cmáx ± H/2 = 25,162 ± 0,002 mm 7.3 Incerteza de Medida e Rastreabilidade 7.3.1 Incertezas de Medida A incerteza da medição deve ser estimada para cada processo de medição abrangido pelo sistema de gestão da medição – ver anexo B. As estimativas de incerteza devem ser registadas. A análise das incertezas de medição deve ser efectuada antes da confirmação metrológica dos equipamentos de medição e da validação do processo de medição. Todas as fontes conhecidas de variabilidade da medição devem ser documentadas. Guia de aplicação Os conceitos implicados e métodos que podem ser utilizados para combinar as fontes da incerteza e para apresentar os resultados figuram no "Guide to the expression of uncertainty in measurement" (GUM). Outros os métodos documentados e aceites podem ser utilizados. É possível que determinadas fontes de incerteza sejam pouco significativas quando comparadas a outras e quea sua determinação . . . . . . .. . . 68 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu detalhada não se justifique a nível técnico ou económico. Se for este o caso é conveniente registar a decisão e sua justificação. Em qualquer caso, é aconselhável dimensionar o trabalho dedicado à determinação e registo das incertezas de medição de acordo com a importância dos resultados das medições na qualidade do produto da organização. O registo das determinações das incertezas pode tomar a forma "de declarações genéricas" para tipos de equipamento de medição similares, juntando somente as contribuições dos processos de medição particulares. A incerteza do resultado da medição deve ter em conta, entre outras contribuições, a incerteza de calibração do equipamento de medição. O uso apropriado de técnicas estatísticas para análise dos resultados de calibração anteriores e para avaliar resultados de calibrações de outros equipamentos de medição similares pode ajudar à estimativa de incertezas. 7.3.2 Rastreabilidade O responsável pela função metrologia deve assegurar que todos os resultados de medições sejam concordantes com as normas relativas às unidades de medição do Sistema Internacional (SI). A rastreabilidade às unidade de medição (SI) deve ser obtida com referência a um padrão primário apropriado ou a uma constante física natural, sendo o seu valor conhecido em unidades SI e recomendado pela Conferência Geral de Pesos e Medidas e pelo Comité Internacional de Pesos e Medidas. Quando reconhecidos, podem ser utilizados padrões consensuais em situações contratuais desde que não existam unidades SI ou constantes físicas naturais. Guia de aplicação Regra geral a rastreabilidade é assegurada em laboratórios de calibração fiáveis que têm a sua própria rastreabilidade a padrões nacionais. Por exemplo, um laboratório que satisfaça as exigências da ISO/CEI 17025 pode ser considerado como fiável. Os institutos nacionais de metrologia são responsáveis pelos padrões nacionais e pela sua rastreabilidade, incluindo os casos em que o padrão nacional está na posse de outros organismos que não o instituto nacional de metrologia. Os resultados de medições podem ser rastreáveis através de um instituto nacional. Os materiais de referência certificados podem ser considerados com os padrões de referência. . . . . . . .. . . 69 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Os registos da rastreabilidade dos resultados de medições devem ser conservados tanto tempo quanto o do sistema de gestão da medição, o cliente ou as exigências regulamentares ou legais impõem. 7.4 Exercícios Práticos de Incertezas de Medida: 7.4.1 Paquímetro Analógico O exemplo seguinte foi adaptado de um artigo da autoria do Eng. Carlos Sousa (CATIM) publicado na revista TecnoMetal nº 103. Como base do conhecimento das principais características e modo de funcionamento do paquímetro foram identificadas as principais causas de incerteza: – Repetibilidade (resultado do método e do operador); – Incerteza transferida pelos padrões de referência; – Incerteza resultante dos efeitos de temperatura; – Incerteza resultante da resolução do paquímetro. Este último componente de incerteza é, geralmente, negligenciado, mas talvez seja aquele que mais relevância tem. O paquímetro em estudo tem as seguintes características: Alcance = 0 – 150 mm Resolução = 0,05 mm Coeficiente de expansão térmica = 11,5 × 10-6 K-1 Os padrões de referência utilizados são: – Calibrador de paquímetros, cujo certificado de calibração menciona uma incerteza expandida de . . . . . . .. . . 70 MICGDMM Capítulo 7 UCal = ± 2,6 μm este calibrador tem um erro de ± 2 μm. – Blocos padrão, grau 1, com uma incerteza expandida de UBP = ± (0,04 + 0,6 L) μm, com L em metros Neste exemplo, o problema será tratado pela análise directa de cada componente de incerteza, considerando apenas as maxilas de exteriores, dado que para as maxilas de interiores e haste de profundidades o processo é similar. A incerteza resultante do erro de rectilinearidade das maxilas é considerada desprezável relativamente à variabilidade dos ensaios de exactidão. A tabela seguinte apresenta os resultados de cinco séries de leituras, a média e o desvio padrão. Leituras Referência 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª Média (mm) Desvio Padrão (mm) 2,5 2,55 2,55 2,55 2,50 2,55 2,54 0,022361 7,7 7,70 7,70 7,65 7,70 7,70 7,69 0,022361 20,2 20,20 20,20 20,20 20,20 20,20 20,20 0,00 50,0 50,05 50,05 50,00 50,05 50,00 50,03 0,0027386 100,0 100,00 99,95 100,00 100,00 100,00 99,99 0,022361 150,0 150,00 105,05 150,00 150,05 150,00 150,03 0,027386 Para o cálculo da incerteza será considerado o maior desvio padrão encontrado (0,027386 ≈ 0,0274 mm) e a maior dimensão (150,00 mm). → Repetibilidade (Incerteza tipo A) mm 150,03alExperiment Média === ∑ = n j jxn x 1 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 0,0009mm s ≈=++++= =− −+−+−+−+−= = ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ −−= ∑= 4 0035,0 4 0009,00004,00009,00004,00009,0 15 03,15000,15003,15005,15003,15000,15003,15005,15003,15000,150 1 1 22222 1 2 1 n j j xxn x POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 71 MICGDMM Capítulo 7 ( ) ( ) 222 mm 0,0002ssalExperiment Variância ==== 5 0009,01 1 jxn x ( ) ( ) mm 0,014su1 === 000201 ,xx → Padrão (Incerteza tipo B) Da análise dos certificados de calibração dos equipamentos calibradores, verifica-se que a pior incerteza é a do calibrador de paquímetros. As dos restantes serão desprezadas. Do certificado de calibração do calibrador de paquímetros: U = ±2,6 μm e k = 2. ( ) 2622222P2 mm 101,70,0013xsu mm 0,00132 0,0026kUu −×===→=== → Erro do Calibrador (Incerteza tipo B) Considerando o erro do calibrador de ±2 μm, outra fonte de incerteza, utilizando uma distribuição rectangular: ( ) 222 mm 10,33 3 0,0000040,002 3 1s 63 1 −×==⋅=x → Diferença de temperatura entre o Paquímetro e o Calibrador (Incerteza tipo B) - O laboratório onde se realiza a calibração máxima de temperatura 20 ±2 ºC (corresponde a uma variação de ±2 K, já que o grau Celsius e o Kelvin têm o mesmo valor quando se trata de diferenças de temperatura); - A calibração do paquímetro é feita com recurso a luvas de tecido (que têm como principal função isolar o equipamento da fonte de calor que são as mãos do operador); - O procedimento de calibração exige que o equipamento a calibrar e os respectivos padrões estejam pelo menos uma hora no laboratório antes de ter início a calibração. Pode-se, então, assumir que a máxima diferença de temperatura entre o Paquímetro e os equipamentos calibrados é 0,5 K (o que foi confirmado experimentalmente). POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 72 MICGDMM Capítulo 7 O coeficiente de expansão linear é α = 11,5 × 10-6 K-1 (padrões e equipamentode aço). Utilizando, de novo, uma distribuição rectangular: ( ) 222 K 833 3 0,250,5 3 1s 0,04 ==⋅=x → Resolução do Paquímetro (Incerteza tipo B) A resolução deste Paquímetro é de 0,05 mm. Embora se possa admitir uma resolução estimada de metade da resolução do nónio, esta estimativa é difícil e deve considerar-se como uma contribuição para a incerteza em estudo. Considerando aqui também uma distribuição rectangular: ( ) 2422 mm 108,33 3 0,00250,05 3 1s −×==⋅=5x Com base nestes resultados, é possível construir a tabela seguinte: Componente xi Variância Experimental ( )ix2s Unidades Coeficiente de sensibilidade ci Contribuição para a incerteza )(2 yui (mm2) x1 Repetibilidade 0,0002 mm 2 1 0,0002 x2 Padrões 1,7×10 -6 mm2 1 1,7×10-6 x3 Calibrador 1,33×10 -6 mm2 1 1,33×10-6 x4 Temperatura 0,0833 K 2 (Lα)2=L2×(11,5×10-6)2= = L2×1,32×10-10 (mm2K-2) L2×1,10×10-11 x5 Resolução 8,33×10 -4 mm2 1 8,33×10-4 Somando os valores das contribuições para a incerteza, e considerando o alcance máximo do Paquímetro L = 150 mm. ( ) 23411662 10036,11033,81010,11501033,1107,10002,0 mmyu −−−−− ×=×+××+×+×+= A incerteza padrão será: mm 0,032101,036 u(y) -3 =×= POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 73 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Para a obtenção da incerteza expandida é necessário multiplicar a incerteza padrão pelo factor de expansão k (considerar k=2 para uma probabilidade de 95%). Então: U = k × u(y) = 2 × 0,032 = 0,064 mm 7.4.2 Durómetro A medição da dureza Rockwell C da amostra de referência de um Durómetro resultou nos valores da tabela seguinte: Medição nº Dureza (HRc) 1 61,50 2 62,00 3 62,25 4 62,00 5 61,25 A incerteza expandida associada ao Boletim de Ensaio de dureza de Amostra de Referência, realizado num laboratório exterior acreditado é de ±0,50 HRc. O coeficiente de expansão k é igual a 2. A resolução do Durómetro é de 1 HRc, podendo estimar-se valores até ¼ dessa resolução. . . . . . . .. . . 74 MICGDMM Capítulo 7 Determinar a incerteza expandida desta medição. → Repetibilidade (tipo A) HRc 61,80=++++== ∑ = 5 25,6100,6225,6200,6250,611 1 n j jqn q ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2HRc 0,169 s ==++++= =− −+−+−+−+−= = ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ −−= ∑= 4 676,0 4 303,0040,0203,0040,0090,0 15 80,6125,6180,6100,6280,6125,6280,6100,6280,6150,61 1 1 22222 1 22 n j jj qqn q ( ) ( ) 2HRc 0,034s === 5 169,01 22 jqsn q ( ) ( ) HRc 0,18su1 === 034,0qq O contributo da repetibilidade para a determinação da incerteza padrão é 0,18HRc. → Padrão (tipo B) Do Boletim de Ensaio: U = 0,50 HRc e k = 2. ( ) 222222P2 HRc 0,0630,25xsu HRc 0,25 2 0,5kUu ===→=== O contributo do padrão para a determinação da incerteza padrão é 0,25 HRc. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 75 MICGDMM Capítulo 7 → Resolução do Durómetro A resolução estimada é 2a = 0,25 HRc. 2 2 22 3 HRc 0,0052 0,25 3 1a 3 1s =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⋅== HRc 0,07 0,005su 233 === O contributo da resolução para a determinação da incerteza padrão é 0,07 HRc. A incerteza padrão será então calculada por: ( ) HRc 0,10,070,250,18uuu(y)u 2222322212 ≈++=++==∑ = n i ixu 1 2 ( ) HRc 0,320,1u(y) === yu 2 A estimativa do número de graus de liberdade efectivos será então: efv ( ) ( ) 2520,00025 0,06 4 0,001 0,063 15 0,18 0,5 4 4 === − == ∑ = n i i i ef v yu yuv 1 4 4 Da tabela do Anexo B, k = 2 A incerteza expandida U é: U = k ⋅ u(y) = 2 × 0,32 = 0,64 HRc Considerando o valor da média aritmética das 5 medições, é possível representar a mensuranda por: 61,80 ± 0,64 HRc POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 76 MICGDMM Capítulo 7 7.4.3 Termómetro Na calibração de um termómetro de resolução 1 ºC, usaram-se: – Um banho com uma instabilidade de ±0,2 ºC, não sendo conhecida a tendência dessa instabilidade; – Um termómetro de referência com uma incerteza expandida de ±0,1% ºC. Obtiveram-se os seguintes valores (em ºC): Referência Medição 1 Medição 2 Medição 3 Desvio Padrão 50 50,5 50,0 51,0 0,50 100 99,5 99,0 99,5 0,29 150 149,0 149,0 149,5 0,29 → Repetibilidade (tipo A) Considerando o maior desvio padrão: 2222 1 Cº 0,0830,5nss === Cº 0,280,08su 211 === → Banho (tipo B) ΔT = ±0,2 ºC = a ( ) 22222 Cº 0,0130,2a31s ==×= Cº 0,120,01su 222 === → Resolução do Termómetro (tipo B) 2a = 0,5 ºC ⇒ a = 0,25 ºC ( ) 22223 Cº 0,0230,25a31s ==×= Cº 0,140,02su 233 === POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 77 MICGDMM Capítulo 7 → Termómetro de Referência (tipo B) Cº 0,15Cº 150 0,1%U4 ±=×±= , considerando a maior temperatura de referência Considerando k = 2: Cº 0,07520,15kUu 44 === A Incerteza Padrão será: ( ) Cº yu 34,008,014,012,028,0 222224232221 =+++=+++= uuuu Considerando k = 2, a Incerteza Expandida é então: U = ±u(y) × k = ±0,34 × 2 = ±0,68 ºC POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 78 MICGDMM Capítulo 7 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Síntese do Capítulo 7 Capítulo dedicado à garantia das características metrológicas quer dos equipamentos, quer dos processos de medição. Intervalos de confirmaçao metrológica, controlo do ajuste de equipamentos e registo dos processos de confirmação metrológica. Especificações, concepção, execução e registo dos processos de medição. Incerteza e rastreabilidade dos processos de medição. . . . . . . .. . . 79 MICGDMM Capítulo 8 MICGDMM Capítulo 8 Análise e Melhoria do Sistema de Gestão da Medida Objectivos Específicos ? Conhecer formas de melhoria do sistema de medida. ? Como monitorizar e melhorar um sistema de gestão da função metrológica. ? Como identificar e controlar as não conformidades, consequências de meios não conformes. ? Melhorar um processo de medida. As acções correctivas e preventivas. ? Conhecer outras formas de melhoria num sistema de gestão de dispositivos de medida e ensaio. 8.1 Introdução A função metrologia deve planear e implementar amonitorização, análise e melhoria que sejam necessárias: a) para assegurar a conformidade do sistema de gestão da medição com a norma ISO 10012 b) para melhorar permanentemente o sistema de gestão da medição. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . 80 MICGDMM Capítulo 8 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 8.2 Auditorias e Monitorização 8.2.1 Introdução A função metrologia deve utilizar as auditorias, a monitorização e outras técnicas como meios apropriados para determinar a pertinência e eficácia do sistema de gestão da medição. 8.2.2 Satisfação do Cliente A função metrologia deve monitorizar as informações relativas à satisfação do cliente quanto à resposta das suas necessidades metrológicas. Os métodos para obter e usar estas informações devem ser especificados. 8.2.3 Auditoria ao Sistema de Gestão da Medição A função metrologia deve planear e conduzir auditorias ao sistema de gestão da medição para assegurar a eficácia contínua da sua implementação e da satisfação para com as exigências especificadas. Os resultados das auditorias devem ser transmitidos às partes interessadas de gestão da organização. Os resultados de todas as auditorias do sistema de gestão da medição e todas as modificações do sistema devem ser registados. A organização deve assegurar que são tomadas acções para eliminar as não conformidades detectadas e as suas causas. Guia de aplicação As auditorias ao sistema de gestão da medição podem ser realizadas dentro da estrutura do conjunto das auditorias do sistema de gestão da organização. A ISO 19011 fornece as linhas directrizes para a auditoria dos sistemas. As auditorias do sistema de gestão da medição podem ser realizadas pelas organizações, pela função metrologia, subcontratadas ou feitas por pessoal de terceira parte. Os auditores não devem auditar os seus próprios domínios de responsabilidade. . . . . . . .. . . 81 MICGDMM Capítulo 8 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 8.2.4 Monitorização do Sistema de Gestão de Medição Dentro dos processos que constituem o sistema de controlo da medição, a confirmação metrológica e os processos de medição devem ser monitorizados. A monitorização deve ser realizada de acordo com procedimentos documentados e a intervalos de tempo estabelecidos. Deve incluir a determinação de métodos aplicáveis, de técnicas estatísticas e do seu domínio de aplicação. A monitorização do sistema de controlo da medição deve evitar desvios às exigências assegurando uma detecção rápida das falhas e acções oportunas para sua correcção. A monitorização do sistema do controlo da medição deve ser dimensionada, sob o risco de não satisfazer as exigências especificadas. Os resultados da monitorização dos processos de medição e a confirmação de todas as acções correctivas que deles resultem devem ser documentados para demonstrar que esses processos satisfazem continuamente as exigências especificadas. 8.3 Controlo das Não Conformidades 8.3.1 Não Conformidades do Sistema de Gestão da Medição A função metrologia deve assegurar a detecção de todas as não conformidades e empreender acções imediatas. Guia de aplicação Os elementos não conformes devem ser identificados de forma a prevenir qualquer utilização inadvertida. Acções provisórias (por exemplo reparação de avaria) podem ser utilizadas enquanto as acções correctivas são postas em execução. . . . . . . .. . . 82 MICGDMM Capítulo 8 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 8.3.2 Processos de Medição Não Conformes Todos os processos de medição que tenham produzido, ou que se suspeite de terem produzido, resultados de medição incorrectos, devem ser claramente identificados e não serem utilizados enquanto não forem empreendidas acções apropriadas. Se um processo de medição não conforme é identificado, o seu utilizador deve avaliar as consequências potenciais, fazer as correcções necessárias e empreender as acções correctivas necessárias. Se um processo da medição é modificado após uma não conformidade, deve ser validado antes de ser usado. Guia de aplicação A falha de um processo de medição devido, por exemplo, à deterioração de um padrão de controlo ou à mudança das competências do operador, pode ser detectada por indicadores pós-processo tais como - análise de cartas do controlo, - análise de curvas de tendência, - controlos posteriores - comparações inter laboratoriais, - auditorias internas - retorno da informação dos clientes. 8.3.3 Equipamento de Medição Não Conforme Qualquer equipamento de medição confirmado que é suspeito ou que se saiba ter estado num dos seguintes estados: a) danificado, b) submetido a uma sobrecarga, c) manifeste um mau funcionamento susceptível de invalidar a utilização prevista, d) produza resultados inexactos de medição, e) ultrapasse o intervalo de confirmação metrológica especificado, . . . . . . .. . . 83 MICGDMM Capítulo 8 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu f) tenha sido submetido a uma má manipulação, g) apresente selos ou protecções danificadas ou quebradas, h) tenha sido submetido a agentes em quantidades tais que possam afectar de forma significativa o uso considerado (por exemplo, campo electromagnético, poeira), deve ser retirado do serviço, quer por segregação, quer por etiqueta ou marcação bem visível. A não conformidade deve ser confirmada, e um relatório de não conformidade deve ser preparado. Um tal equipamento não deve ser recolocado em serviço enquanto a razão da sua não conformidade não for eliminada e não houver nova confirmação. Um equipamento de medição não conforme, ao qual as características metrológicas desejáveis não são restituídas, deve ser claramente marcado ou distinguido por qualquer outro meio. A confirmação de um tal equipamento para outros usos deve assegurar que o seu estatuto degradado é claro e comporta a menção de todas as limitações de utilização. Guia de aplicação Se for impossível ajustar, reparar ou rever um equipamento descoberto não conforme para a sua utilização prevista, existe a opção de o desclassificar e/ou alterar a sua utilização. Só se deve recorrer a uma nova classificação com grandes precauções, dado que pode resultar em confusão entre as utilizações permitidas de dois equipamentos aparentemente idênticos. Esta chamada de atenção aplica-se às confirmações limitadas somente a algumas escalas ou funções de entre outras de um determinado equipamento. Se o resultado de uma verificação metrológica antes de qualquer ajuste ou reparação indicar que o equipamento de medição não satisfaz as exigências metrológicas, de modo que a exactidão dos resultados de medição possa estar comprometida, o utilizador deve determinar as consequências possíveis e empreender todasas acções necessárias. Isto pode implicar novo exame dos produtos fabricados relativo às medições efectuadas com recurso ao equipamento de medição não conforme. . . . . . . .. . . 84 MICGDMM Capítulo 8 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu 8.4 Melhoria 8.4.1 Introdução A função metrologia deve planear e controlar a melhoria continua do sistema de gestão da medição com base nos resultados das auditorias, das revisões de direcção, e de outros factores pertinentes, como o retorno dos clientes. A função metrologia deve rever e identificar todas as oportunidades de melhoria do sistema de gestão da medição, e modificá- lo sempre que necessário. 8.4.2 Acções Correctivas Quando um elemento relevante do sistema de gestão da medição não satisfaz as exigências especificadas, ou se dados relevantes mostrarem uma situação inaceitável, devem ser realizadas acções para identificar as causas e eliminar o desvio. As correcções e as acções correctivas devem ser verificadas antes pôr em serviço o processo de medição. Os critérios de decisão de uma acção correctiva devem ser documentados. 8.4.3 Acções Preventivas A função metrologia deve determinar acções para eliminar as causas de potenciais não conformidades de medições ou de confirmações a fim de impedir a sua ocorrência. As acções preventivas devem ser apropriadas aos efeitos dos problemas potenciais. Um procedimento documentado deve ser estabelecido a fim de definir as exigências para a) determinar as não conformidades potenciais, bem como as suas causas, b) avaliar a necessidade de acções preventivas para impedir a ocorrência de não conformidades, c) determinar e conduzir as acções necessárias, d) registar os resultados das acções executadas, e e) rever as acções preventivas conduzidas. . . . . . . .. . . 85 MICGDMM Capítulo 8 Processo de confirmação metrológica de um equipamento de medição: C al ib ra çã o Ve rif ic aç ão m et ro ló gi ca PR O C ES SO D E C O N FI R M A Ç Ã O M ET R O LÓ G IC A D ec is õe s e ac çõ es C lie nt e b ª A identificação/etiquetagem da calibração podem ser substituídas pela identificação da confirmação metrológica b Organização ou pessoa que recebe um produto (por exemplo, o consumidor, cliente, utilizador final, beneficiário e comprador). Um cliente pode ser interno ou externo à organização. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Necessidade identificada: Certificado/relatório de calibração Identificação do estado de calibração ª É possível o ajuste ou reparação? Documento de verificação/ confirmação O equipamento satisfaz as exigências? Existem exigências metrológicas? Relatório de ensaio: verificação não conforme A verificação não é possível Identificação do estado de confirmação Identificação do estado Revisão do intervalo de confirmação Ajuste ou reparação Retorno ao cliente Fim Não Calibração (comparação técnica do equipamento de medição com o padrão) Sim SimNão Não . . . . . . .. . . 86 MICGDMM Capítulo 8 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Síntese do Capítulo 8 Planeamento e execução da monitorização do sistema de medição – auditorias. Garantia de detecção de todas as não conformidades e empreendimento de acções imediatas. Melhoria contínua do sistema de gestão da medição – acções preventivas e correctivas. . . . . . . .. . . 87 MICGDMM Bibliografia POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu BIBLIOGRAFIA ? NP EN ISO/IEC 17025: 2000, Requisitos gerais de competência para laboratórios de ensaio calibração . ? VIM: 1993, Vocabulário internacional dos termos fundamentais e gerais da metrologia. Publicado conjuntamente por BIPM, CEI, FICC, ISO, OILM, UICPA, UIPPA. ? GUM – Guide for Uncertainty of measurement ? Metrologia – Método e arte da medição, Autoria de H. Machado Jorge, editado por Cedintec e IPQ. ? Normas Francesas: o NF E 11-050 – Instruments de mesurage de longueur – comparateurs mécaniques à cadran À tige rentrante radial o NF E 11-053 – Instruments de mesure - comparateurs levier au 1/100 de millimètre - spécification et méthodes d’essai o NF E 11-091 - Spécification géométrique des produits (GPS) – pieds à coulisse o NF E 11-095 - Instruments de mesurage de longueur – micromètre d’extérieur à vis, au 1/100 et au 1/1000 de millimètre ? Normas ISO: o ISO 1 – Température Normale de référence des mesures Industrielles de longueur o ISO 1101 – Technical drawings – Geometrical tolerating – Tolerating of form, orientation location and run-out – Generalities, definitions, symbols, indications on drawings. o ISO 2768-1 – General tolerances – Part 1: Tolerances for linear and angular dimensions without individual tolerance indications o ISO 2768-2 – Geometrical tolerances for features without individual tolerance indications. Tolerances for linear and angular dimensions without individual tolerance indications. . . . . . . .. . . 88 MICGDMM Bibliografia POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu o ISO 3650 – Gauge blocks – Cales etalons o ISO 9000: 2000, Sistemas de gestão da qualidade — Princípios essenciais e vocabulário o ISO 10012: 2003, “Measurement management systems – Requirements for measurements processes and measuring equipment". o ISO 10360-2 Geometrical products specifications (GPS) – Acceptance and reverification tests for coordinate measuring machines (CMM)-part 2 ? Normas DIN: o DIN 862 – Vernier callipers – requirements and testing o DIN 863 part1, 2, 3 e 4 – micrometers o DIN 7162 - Plain worckshop and Inspection gauges Manufacturing tolerances and permissible wear ? Normas Europeias: o EN 45501 – Metrological aspects of non-automatic weigthing instruments ? Normas OIML: o OIML R111 – Weigth of classes E1, E2, F1, F2, M1, M2, M3 ? Norma ASTM o E 77 - Standard Method for Verification and Calibration of Liquid- in-Glass Thermometers o E1 - Standard Specifications for ASTM Thermometers ? Recomendação CNO 4/99 . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo A POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu ANEXO A – Vista Global do Processo de Confirmação Metrológica . . . . . . .. . . 1/3 MICGDMM Anexo A POEFDS Ministério da SegurançaSocial e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu A1 Introdução O processo de confirmação metrológica contém dois elementos de entrada, as exigências metrológicas do cliente e as características metrológicas dos equipamentos de medição, e um elemento de saída, o estado de confirmação metrológica dos equipamentos de medição. A2 Exigências metrológicas do cliente (EMC) As exigências metrológicas do cliente são aquelas exigências de medição especificadas pelo cliente como relevantes para os seus processos de produção. Consequentemente, os parâmetros a medir dependem de tais especificações. As EMC incluem as exigências envolvidas na verificação da conformidade do produto com as especificações dos clientes bem como do controlo do processo produtivo e dos seus elementos de entrada. A determinação e a especificação destas exigências são da responsabilidade do cliente, embora este processo possa ser realizado em nome do cliente por uma pessoa devidamente qualificada. Este processo necessita de conhecimentos aprofundados quer dos processos de produção, quer da metrologia. As EMC devem igualmente ter em conta o risco de se obterem más medições e os efeitos que tais resultados vão ter sobre a organização bem como no seu funcionamento. As EMC podem ser expressas em termos do erro máximo admissível, de limites funcionais, etc. É conveniente que as EMC sejam devidamente detalhadas para que os operadores dos processos de confirmação metrológica possam decidir inequivocamente se um equipamento de medição particular está ou não apto para controlar, medir ou monitorar a variável ou grandeza especificada conforme a sua utilização prevista. Exemplo: Para uma operação crítica, é necessário manter a pressão de um reactor de um sistema entre 200 kPa e 250 kPa. Esta exigência deve ser interpretada e expressa como uma EMC para o equipamento de medição da pressão. Isto poderá constituir uma EMC de acordo com a qual o equipamento deve medir uma gama de pressões compreendida entre 150 kPa e 300 kPa, com 2 kPa de erro máximo admissível, uma incerteza de calibração de 0,3 kPa (sem contar com os efeitos da passagem do tempo) e com uma deriva inferior ou igual a 0,1 kPa para período de tempo especificado. O cliente compara estas EMC com as características (explicitas ou implícitas) especificadas pelo fabricante dos equipamentos e selecciona os equipamentos de medição assim como os procedimentos que melhor correspondam a essas EMC. O cliente pode especificar um manómetro particular do fornecedor com uma classe de exactidão de 0.5 % e uma amplitude compreendida entre 0 kPa e 400 kPa. . . . . . . .. . . 2/3 MICGDMM Anexo A POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu A3 Características Metrológicas dos Equipamentos de Medição (CMEM) A partir do momento em que as CMEM são determinadas por calibração (ou várias calibrações) e/ou por ensaios, a função metrologia, inserida no sistema de confirmação metrológica, especifica e controla todas as actividades necessárias. Os elementos de entrada dos processos de calibração são o equipamento de medição, um padrão e um procedimento que especifique as condições ambientais. Os resultados de calibração devem incluir a expressão da incerteza de medição. É uma característica importante enquanto elemento de entrada quando se calcula a incerteza no processo de medição, quando o equipamento é utilizado. Os resultados da calibração podem ser documentados no sistema de confirmação metrológica por qualquer método apropriado, por exemplo sob a forma de certificados ou de relatórios de calibração (quando as calibrações são subcontratadas) ou sob a forma de registos de resultados de calibrações (quando são efectuadas integralmente no seio da função metrologia do organismo). As principais características das medições, como por exemplo a incerteza da medição, não estão unicamente dependentes do equipamento, mas também do ambiente, do procedimento de medição específico, e por vezes, das aptidões e da experiência do operador. Por esta razão, é muito importante que todo o processo de medição tenha em consideração a selecção do equipamento de medição para satisfazer as exigências. Esta consideração é da responsabilidade da função metrologia da organização, apesar de actividades específicas poderem ser também desenvolvidas pela organização ou por uma pessoa qualificada, como um metrólogo independente. A4 Verificação e confirmação metrológica Depois da calibração, a CMEM é comparada com a EMC antes de aprovar o equipamento para a utilização prevista. Por exemplo, o erro de indicação de um equipamento de medição deve ser comparado com o erro máximo admissível, especificado nas EMC. Se o erro for inferior ao erro máximo admissível, estão este está conforme com a exigência e pode ser aceite para utilização. Se o erro for superior, deve implementar- se uma acção que elimine a não conformidade ou então deve comunicar- se ao cliente que o equipamento não pode ser aceite. Uma tal comparação directa entre as CMEM e as EMC é frequentemente denominada verificação (ver ISO 9000). O sistema de confirmação metrológica apoia-se principalmente sobre este tipo de verificações, mas é conveniente que compreenda igualmente um estudo e uma revisão . . . . . . .. . . 3/3 MICGDMM Anexo A POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu detalhados do conjunto do processo de medição afim de garantir a qualidade das medições efectuadas com o equipamento, para determinar a conformidade do produto com as exigências do cliente. Exemplo: Seguindo o exemplo dado no Anexo A.2, é admissível que o erro obtido na calibração esteja compreendido entre 3 kPa a 200 kPa, com uma incerteza de medição igual a 0,3 kPa. Consequentemente, o instrumento não vai ao encontro da exigência do erro máximo admissível. Depois do ajuste, o erro determinado pela calibração é igual a 0,6 kPa e a incerteza no processo de calibração é igual a 0,3 kPa. O instrumento agora está conforme com a exigência do erro máximo admissível e pode então ser aceite para a sua utilização, com a condição de demonstrar a conformidade com a exigência da deriva. Contudo, se o instrumento for submetido a uma reconfirmação, é conveniente que o utilizador do equipamento seja informado dos resultados da primeira calibração, na medida em que podem revelar-se necessárias acções correctivas para a fabricação de um produto num dado período antes do equipamento ter sido retirado de serviço enquanto aguardava a sua reconfirmação. Quer sejam realizados pelo utilizador, quer pela função metrologia, os resultados do processo de verificação devem ser compilados num documento de verificação, para além de estarem em certificados ou relatórios de calibração ou ensaio., como meio a ser auditado dentro do sistema de confirmação metrológica. A última etapa do sistema de confirmação metrológica é a identificação correcta do estado dos equipamentos de medição, por exemplo por etiquetagem, marcação, etc. Depois disto, os equipamentos de medição podem ser utilizados para a função para a qual foram confirmados. . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo B POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIAFundo Social Europeu ANEXO B – Princípio do Cálculo de Incertezas . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo B 1/8 B1 Introdução Quando se apresenta o resultado de uma medição de uma determinação característica de um produto ou parâmetro de um processo, é fundamental que, em simultâneo, se forneça também alguma indicação sobre a qualidade desse resultado. Sem esta indicação, os resultados das várias medições não podem ser comparados entre si ou com outros valores de referência. Normalmente uma medição é acompanhada de incorrecções que originam um erro no seu resultado. Este erro pode ser originado de duas formas distintas: aleatória ou sistematicamente. O erro aleatório surge, presumivelmente, a partir de factores imprevisíveis que afectam a medição; apesar de não ser possível compensar o efeito aleatório, é possível reduzi-lo através de um aumento no número de medições de uma mesma mensuranda. O erro sistemático, tal como o erro aleatório, não pode ser eliminado mas pode também ser reduzido; por ser sistemático, o seu efeito pode ser quantificado e se o seu “tamanho” relativamente à exactidão pretendida for significativo este pode ser corrigido através de um factor de correcção. Valor Lido no Equipamento Valor Padrão Incerteza ERRO Segundo o VIM, a incerteza de medição é um parâmetro associado ao resultado da medição que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser razoavelmente atribuídos à mensuranda. Nota 1: O parâmetro pode ser, por exemplo, um desvio padrão (ou um dado múltiplo dele), ou a metade de um intervalo para um dado nível de confiança. Nota 2: A incerteza de medição compreende, em geral, muitos componentes. Alguns destes componentes podem ser avaliados pela distribuição estatística dos resultados das séries de medições e podem ser caracterizados pelos desvios padrão experimentais. Os outros componentes, que também podem ser caracterizados por desvios padrão, são avaliados a partir da distribuição de probabilidade assumida, baseada na experiência ou outra informação. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo B 2/8 POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Nota 3: Entende-se que o resultado da medição é a melhor estimativa do valor da mensuranda e que todos os componente das incertezas, incluindo os resultados dos erros sistemáticos, tais como os componentes associados à correcção e aos padrões de referência, contribuem para a dispersão. O conceito de incerteza é relativamente recente na história das medições. É universalmente assumido que quando todos os componentes de erro são conhecidos e se efectuam as correcções necessárias, ficam ainda algumas dúvidas (incertezas) quanto à exactidão do resultado, isto é: incertezas sobre se o resultado representa, ou não, a quantidade medida. Assim, é necessário que o método de cálculo e expressão da incerteza seja facilmente compreendido, amplamente aceite e de fácil aplicação. Este método deverá ser universal (de aplicação a todos os tipos de medições e dados usados nas medições). O valor usado para expressar a incerteza deverá ser: – Consistente (directamente derivável dos componentes contribuintes e independente da maneira como esses componentes estão agrupados ou da sua decomposição em sub componentes); – Transferível (possibilitar o uso directo da incerteza calculada, quando o mesmo for necessário para o cálculo de uma outra incerteza). B2 Origens da incerteza de medição Conforme já foi referido, a incerteza reflecte as lacunas do conhecimento integral do valor da mensuranda. Um completo conhecimento exige uma vasta quantidade de informação. Os fenómenos que contribuem para a incerteza são, normalmente, designados por origens de incerteza, das quais se destacam: Estas origens podem depender umas das outras, sendo a última delas bastante influenciada pelas restantes: - Padrão; - Método; - Condições ambientais de medição; - Operador; - Instrumento a Calibrar. . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo B 3/8 B3 Princípio do cálculo de incertezas A grandeza a medir Y é função de um conjunto de grandezas de entrada Xi, (i = 1, 2, 3,...., n), podendo exprimir-se por: Y = f (X1, X2,. . ., Xn) Exemplo: A potência “P” (mensuranda) dissipada à temperatura definida “t”, por uma resistência térmica “Ro” a uma temperatura definida “to” e com um coeficiente de resistência térmica linear “α” e tendo uma diferença de potencial “V” aplicada aos seus terminais, pode ser representada pelo seguinte modelo matemático: P = f (V, R, α, t) = V2 / Ro (1 + α (t-to)) Os valores de entrada X1, X2, …, Xn dos quais depende a grandeza Y poderão por vezes serem vistos como mensurandas e dependerem por sua vez de outras grandezas, o que motivará que a função f nem sempre se apresenta de uma forma explícita. Estando definido o modelo matemático que caracteriza a mensuranda, é necessário efectuar o cálculo das correcções dos factores que contribuem para a incerteza. Incertezas do Tipo A São determinadas através da aplicação de métodos estatísticos a uma determinada série de valores medidos. Nestas condições, chama-se incerteza padrão ao desvio padrão experimental associado à determinação de uma média ou de uma análise de regressão. Na maioria dos casos, a melhor estimativa disponível do valor esperado de uma quantidade q e para a qual n medições independentes foram feitas é a média aritmética dessas n observações: ∑ = = n j jqn q 1 1 Os valores individuais qj diferem, em valor, devido às variações aleatórias das condições que influenciam a sua medição. A variância experimental das observações é dada por: POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo B 4/8 ( ) ( ) ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ −−= ∑= n j jj qqn q 1 22 1 1s Este valor estimado de variância e a sua raiz quadrada caracterizam a dispersão dos valores à volta de q . A melhor estimativa da variância da média q é a variância experimental da média: ( ) ( )jqnq 22 1 ss = A variância experimental da média ( )q2s e o desvio padrão experimental da média ( )qs quantificam se q estima bem ou não o valor esperado, embora aquele último seja mais conveniente pois apresenta-se nas mesmas unidades de q. A incerteza ( )quA da estimativa da grandeza de entrada q é o desvio padrão experimental da média: ( ) ( )qquA s= POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo B 5/8 Incertezas do Tipo B Quando a sua estimativa é baseada em métodos, normalmente, calculados e estimados com base em modelos matemáticos e na experiência acumulada. Também este tipo de incerteza implica a estimativa de um desvio padrão. São exemplos: - Dados previamente medidos; - Especificações dos fabricantes dos aparelhos utilizados; - Dados provenientesde calibrações ou outros certificados; - Incertezas retiradas de literatura existente. Para uma estimativa “xi” de uma grandeza “Xi” que não tenha sido obtida através de várias observações, a variância u2(xi) ou a incerteza padrão u(xi) são estimadas utilizando a informação disponível acerca da variação de “Xi”. Se o factor de incerteza é retirado de um certificado de calibração, a incerteza padrão u(xi) é: ( ) kUu p=xi e a variância estimada é: ( ) ( )22 kUu p=xi em que representa a incerteza expandida e k o factor de expansão (calculado segundo uma distribuição normal, k=2, ou segundo uma distribuição t de Student, k = função do número de graus de liberdade , calculados pela expressão de Welch-Satherwaite, para uma probabilidade expandida de 95%. pU efv POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo B 6/8 ( ) ( )∑ = = n i i i ef v yu yuv 1 4 4 Quando o factor de incerteza provém da resolução de um dado equipamento de medição, então é possível estimar fronteiras (limite superior e inferior) para a grandeza a medir e pode-se afirmar que a probabilidade da mensuranda se encontrar dentro deste intervalo é igual a 1 e que a probabilidade de se encontrar fora dos limites é igual a 0. Se não houver conhecimento específico acerca dos possíveis valores da mensuranda dentro deste intervalo podemos assumir que é igualmente provável que se encontre em qualquer ponto desse mesmo intervalo (distribuição rectangular simétrica em que 2a é a resolução estimada). Então o valor esperado (xi) da mensuranda será o ponto médio desse intervalo: ( ) 2a-ai ++=ix sendo a variância associada representada por uma distribuição rectangular: 22 a 3 1s(xi) = Uma vez calculadas todas as variâncias dos factores de incerteza que afectam a medição, é possível calcular a incerteza padrão combinada. Cálculo da incerteza padrão da estimativa da grandeza de saída Para o caso das grandezas de entrada serem não correlacionadas entre si, a incerteza padrão da grandeza de saída é dada pela expressão: ( ) ( )∑ = = n i i yuy 1 22u POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo B 7/8 A grandeza ui(y) (i=1, 2, . . ., N) é a contribuição para a incerteza padrão da estimativa da grandeza de saída y, resultando da incerteza padrão da estimativa da grandeza de entrada xi. ( ) ( )iii xucyu ⋅= Em que ci (i=1, 2, . . ., N) é o coeficiente de sensibilidade associado à grandeza de entrada Xi, ou seja a derivada parcial de “f” em relação a Xi, avaliada nas estimativas xi da grandeza de entrada. i i x fc ∂ ∂= O coeficiente de sensibilidade ci descreve como a grandeza é influenciada pelas variações de cada uma das estimativas das grandezas de entrada xi. Quando as grandezas de entrada são correlacionadas o coeficiente de sensibilidade é constante e igual a um. A análise da incerteza da medição deve incluir a lista de todas as origens de incerteza, juntamente com as incertezas padrão associadas e os respectivos métodos de cálculo ou de estimativa. Para medições repetidas, o número de observações n tem de ser referido. É recomendado uma apresentação num formato de quadrado, onde todas as grandezas devem ser referenciadas por um símbolo físico Xi ou um indicador abreviado. Para cada um deles, pelo menos a estimativa xi, a incerteza da medição associada u(xi), o coeficiente de sensibilidade e as diferentes contribuições para a incerteza ui(y) também ser expressas com os valores na tabela. A tabela da página seguinte é um exemplo do atrás exposto. A incerteza de medição padrão do resultado da medição u(y) dado no canto inferior direito da tabela é a raiz quadrada da soma dos quadrados das contribuições para a incerteza da coluna da direita. Os exemplos apresentados mais à frente permitirão uma melhor compreensão do conteúdo desta tabela. Grandeza Xi Estimativa xi Incerteza u(xi) Coeficiente de Sensibilidade ci Contribuição p/ a incerteza ui(y) Xi x1 u(x1) c1 u1(y) . . . . . . . . . . . . . . . XN xN u(xN) cN uN(y) Y y u(y) POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu . . . . . . .. . . MICGDMM Anexo B 8/8 Cálculo da incerteza padrão da medição expandida Pode-se então agora calcular a incerteza expandida (U). A incerteza padrão é, muitas vezes, considerada com um parâmetro para expressar quantitativamente a incerteza de uma medição, apesar disso, em muitas aplicações industriais é muitas vezes necessário ter, associado à incerteza padrão, um intervalo que contenha esse mesmo valor e que seja esperado que contenha uma grande parte da distribuição de valores que possam ser razoavelmente atribuídos à mensuranda. Este intervalo é a incerteza expandida U e que é obtida mediante a multiplicação da incerteza padrão u(y) por um factor de expansão k: ( )yukU ⋅= Nos casos em que uma distribuição normal pode ser atribuída aos resultados da medição e a incerteza padrão das estimativas da grandeza de saída tenha suficiente fiabilidade, deve ser usado o factor de expansão k=2. A incerteza expandida associada corresponde a uma probabilidade expandida de aproximadamente 95%. Quando a incerteza padrão da estimativa de saída não for suficientemente fiável e se não for prático aumentar o número de medições repetidas n, o factor de expansão k é calculado através do número de graus de liberdade efectivos ( ), usando a equação de Welch- Satherwaite: efv ( ) ( ) ( )1 1 4 4 −== ∑ = nv v yu yuv in i i i ef O valor de k é depois retirado da tabela seguinte. efv 1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 50 ∞ k 13,97 4,53 3,31 2,87 2,56 2,52 2,43 2,37 2,28 2,13 2,05 2,00 O resultado de uma medição é então expresso: Y = y ± U que é interpretado como sendo Y a melhor estimativa atribuível à mensuranda e que de y-U a y+U é o intervalo que é esperado que contenha a maior parte da distribuição de valores que possam ser razoavelmente atribuídos à mensuranda. POEFDS Ministério da Segurança Social e do Trabalho Produção apoiada pelo, programa POEFDS, co-financiado pelo Estado Português e pela União Europeia, FSE. UNIÃO EUROPEIA Fundo Social Europeu Prefácio 1.1 As Categorias da Metrologia 1.2 Organização Internacional 1.3 Sistema Português da Qualidade 2.1 As Unidades Base do Sistema Internacional 3.1 Termos e Definições - Vocabulário Internacional 4.1 Exigências Gerais na Função Metrológica 5.1 Função Metrologia 5.2 Escutar o cliente 5.3 Objectivos da qualidade 5.4 Revisão pela gestão 6.1 Competências 6.2 Informação 6.3 Equipamentos e Materiais 7.1 Confirmação Metrológica 7.2 Processos de Medição 7.3 Incerteza de Medida e Rastreabilidade 7.4 Exercícios Práticos de Incertezas de Medida: 8.1 Introdução 8.2 Auditorias e Monitorização 8.3 Controlo das Não Conformidades 8.4 Melhoria BIBLIOGRAFIA ANEXO A – Vista Global do Processo de Confirmação Metrológica ANEXO B – Princípio do Cálculo de Incertezas