Metrologia Calibração 3 1

Prévia do material em texto

FUNDAMENTOS
DE METROLOGIA
Organizador:
Cristiano Linck
Catalogação na publicação: Poliana Sanchez de Araujo – CRB 10/2094
L736f Linck, Cristiano.
Fundamentos de metrologia / Cristiano Linck. – 
2. ed. – Porto Alegre : SAGAH, 2017.
xi, 165 p. : il. ; 22,5 cm. 
ISBN 978-85-9502-022-1
1. Metrologia - Fundamentos. 2. Engenharia. I. 
Título. 
CDU 006.91:62
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 2 22/12/2016 13:14:33
Conceito de calibração
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 Descrever o conceito de calibração.
 Expressar resultados por meio de certi� cados.
 Executar calibrações de instrumentos dimensionais.
Introdução
Neste texto, você vai aprender o conceito de calibração e sua importância 
nas medições.
Calibrar é preciso!
A dúvida a respeito do resultado de uma medição é algo inseparável ao processo 
de medir. Sempre que há uma medição, você deve ser fazer esta pergunta: será 
que posso confi ar no que meu sistema de medição está indicando?
Para ficar confiante sobre o instrumento de medição, você precisa realizar 
a calibração dos instrumentos. Calibração, por definição, é o conjunto de 
operações que estabelece, sob condições especificadas, a relação entre os 
valores indicados por um instrumento de medição ou sistema de medição, 
os valores representados por uma medida materializada ou um material de 
referência, e os valores correspondentes das grandezas estabelecidas por 
padrão. A Figura 1 ilustra esse conceito.
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 39 22/12/2016 13:14:37
Figura 1. Conceito de calibração.
Condições estabelecidas
indicação valor verdadeiro
padrão sistemas demediação
Calibrar é diferente de consertar. Muitas pessoas confundem os termos, mas você 
deve ter bem claro que a calibração mostra as diferenças entre o resultado de uma 
medição e o padrão. Dessa maneira, ela dá um indicativo dos erros e tendências que 
o instrumento fornece. O conserto, quando possível, é uma etapa posterior.
Para a calibração, você utiliza padrões capazes de reproduzir o valor ver-
dadeiro convencional das grandezas em questão. Esses padrões devem possuir 
incerteza inferior à dos itens a calibrar. Só é possível realizar uma calibração 
com padrões rastreados. Dependendo do tipo de calibração, ela poderá fornecer 
diversos resultados.
Resultados de uma calibração: 
  A relação entre temperatura e tensão de um termopar. 
  Os erros de um manômetro. 
  Os erros de indicação de um paquímetro.
  A determinação dos parâmetros geométricos de um calibrador de roscas. 
  O valor efetivo de um “resistor padrão”.
Fundamentos de metrologia40
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 40 22/12/2016 13:14:37
Além de garantir maior confiabilidade sobre o resultado das medições com 
aquele instrumento, a calibração tem outras vantagens. Por exmeplo: garantir a 
rastreabilidade; permitir a correção dos resultados obtidos através de medição; 
selecionar adequadamente o instrumento ou sistema de medição em função 
do uso, gerando uma redução de custos; permitir a melhoria da qualidade do 
processo de fabricação ou do produto; evitar a aprovação de peças ruins ou 
reprovação de peças boas.
Certificados de calibração
Você deve expressar os resultados de uma calibração em Certifi cados de 
Calibração. Eles são um documento técnico em que as diferenças entre o valor 
verdadeiro e o valor da indicação são mostrados. Os certifi cados obedecem à 
norma ABNT NBR ISO/IEC 17025:2005, que trata dos requisitos gerais para 
a acreditação de laboratórios.
Segundo a ABNT NBR ISO/IEC 17025:2005, os certificados de calibração 
devem conter algumas informações fundamentais, presentes no item 5.10.2 
da norma. A Figura 2 mostra quais são essas informações.
Figura 2. Conteúdo do Certificado de Calibração.
Item 
5.10.2
Título Unívoca
Local de 
Realização
Número de 
página/ Total
Nome e 
Endereço do 
Laboratório
Nome e 
endereço do 
cliente
Data de 
realizaçãoDescrição e 
 do item a ser 
calibrado
Procedimento 
de calibração
Rastreabilidade 
Metrológica
Condições 
Ambientais
Desvios ao 
procedimento
Resultados
Assinatura
Declaração
sobre 
resultados
Declaração sobre 
reprodução
Incerteza
41Conceito de calibração
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 41 22/12/2016 13:14:37
Existem dois tipos de calibração que podem ser executadas: a calibração 
direta e a calibração indireta. Na calibração direta, o Valor Verdadeiro Con-
vencional (VVC) de um padrão é comparado diretamente com a indicação do 
sistema de medição a calibrar (ISMC). É o caso da calibração de paquímetro 
e micrômetro, por exemplo, em que a indicação do erro se dá no próprio 
instrumento a ser calibrado.
Porém, há sistemas em que não é possível estabelecer um padrão com um 
VVC. Nesses casos, utiliza-se a calibração indireta. O “padrão” utilizado 
é um instrumento de referência (SPM), e a indicação desse instrumento será 
comparada com a indicação do sistema de medição a calibrar (ISMC). É o 
caso da calibração de relógio comparador, por exemplo, em que a indicação 
do erro é realizada por um micrômetro que registra os erros acoplado à ponta 
do relógio.
Quando e como calibrar
Todo sistema de medição deve ser periodicamente calibrado, para garantir a 
adequação de suas características metrológicas às suas aplicações.
Quando os meios de medições devem ser calibrados?
  Antes de colocar em uso os instrumentos novos. 
  Quando ocorrer sobrecarga, queda, mau uso ou desconfiança dos resultados de 
medição. 
  Sempre após a realização das manutenções preventiva ou corretiva. 
  Sempre após a realização de ajustes do instrumento. 
  Periodicamente, em intervalos de tempo definidos pela empresa, visando assegurar 
a qualidade das medições. 
  Sempre que uma verificação interna do meio de medição indicar que ele apresenta 
resultados totalmente diferentes daqueles apresentados na última calibração.
Alguns fatores devem ser considerados quando você estabelece os intervalos 
de calibração. Entre eles estão as condições de utilização, as características 
dos instrumentos e as recomendações (normas, fabricantes, especialistas). 
Lembre-se de que você pode revisar esses intervalos dependendo do histórico 
Fundamentos de metrologia42
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 42 22/12/2016 13:14:37
das calibrações, das variações das incertezas encontradas nas calibrações e 
das informações sobre a condição metrológica momentânea do instrumento.
Na tabela a seguir, você encontra algumas recomendações para estimar 
o primeiro intervalo de calibração. Considerando que não existirem outras 
informações disponíveis, esta é uma orientação padrão:
Instrumentos (dimensional) Intervalo de 
calibração (meses)
Blocos padrão 12
Desempenos 6
Esquadros 6
Microscópios 12
Níveis de bolha 6
Níveis eletrônicos 6
Paquímetros 3
Réguas (aço e granito) 6
Transferidores 6
Trenas 6
Área força / pressão / massa
Massa padrão (laboratório) 24
Balanças (laboratório) 12
Densímetros 12
Manômetros 6
Barômetros 6
Vacuômetros 6
Transdutores de força 12
Máquinas de tração – compressão 12
Torquímetro 12
Tabela 1. Intervalos de calibração.
43Conceito de calibração
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 43 22/12/2016 13:14:37
O processo de calibração
O processo de calibração envolve geralmente as seguintes etapas:
a) Determinar o sistema de medição padrão
É recomendado que a incerteza da calibração do padrão seja, no mínimo, quatro 
vezes menor que a incerteza especifi cada pelo fabricante para o equipamento 
ou sistema de medição a calibrar. A incerteza da calibração do padrão vem 
informada no seu Certifi cado de Calibração.
O sistema de medição padrão deve ter uma resolução que permita estabelecer 
a relação acima. A resolução desse sistema deve ser igual ou melhor do que a 
resolução do instrumento a calibrar. A faixa de medição do Sistema de Medição 
a Calibrar (SMC) deve estar contida na faixa do Sistema de Medição Padrão 
(SMP). Essa condição pode ser satisfeita com ouso de mais de um padrão. 
A escolha adequada do padrão a ser utilizado vai influir na confiabilidade, 
na produtividade e no custo das calibrações executadas. Quanto maior a relação 
de incerteza do padrão e do mensurando, melhor a condição de realização 
da calibração. Você deve verificar a validade do certificado de calibração 
do padrão e a sua rastreabilidade aos padrões primários. O certificado de 
calibração do padrão deve indicar as correções dos erros (efeitos) sistemáticos 
para o padrão (evitando a transferência desses erros ao mensurando), e também 
sua incerteza de medição. 
b) Determinar o número de pontos de medição
A calibração de um equipamento deve ser realizada na faixa de medição 
determinada pelo fabricante. Se o equipamento tiver mais de uma faixa de 
medição, será alvo de uma análise em separado. Você deve realizar tantas 
calibrações quantas forem necessárias e apresentar tabelas de calibração para 
as faixas de medição do equipamento calibrado.
A quantidade de pontos escolhidos vai refletir na melhor relação com 
a incerteza e a confiabilidade dos resultados. O número de pontos a serem 
verificados, na faixa de medição do sistema de medição, é variável e depende 
de uma série de fatores, como:
  Nível de detalhamento necessário ou desejável. 
  Tempo disponível para levantamento dos dados. 
  Complexidade da geração e estabilização do que será medido. 
Fundamentos de metrologia44
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 44 22/12/2016 13:14:38
Há casos em que a adequação do número de pontos a todos os aspectos 
necessários torna o processo de calibração economicamente inviável e/ou 
leva a uma exagerada quantidade de dados. Atualmente, a padronização 
dos métodos de calibração é muito discutida, com o objetivo de alcançar a 
intercambiabilidade de resultados com adequada confiabilidade e baixo custo. 
Não existe uma regra única que possa ser amplamente aplicada a todos os 
tipos de equipamentos em todos os campos da medição.
c) Determinar o número de ciclos de medição
Um ciclo de medição é composto pelo conjunto de dados relativos a uma 
medição em cada ponto de medição programado, segundo uma sequência 
previamente defi nida. O objetivo da realização de vários ciclos de medição é 
determinar os parâmetros ligados à repetitividade dos resultados.
A repetitividade obtida no processo de calibração é o fator principal que 
você deve considerar ao fixar o número de ciclos de medição. Isso ocorre durante 
o próprio experimento. Para sistemas de medição de boa qualidade, em que 
as indicações apresentam repetitividade da ordem da resolução, é satisfatório 
realizar três ciclos de medição. Quando as indicações apresentam dispersão 
elevada, é recomendado realizar cinco ciclos de medição. Em casos extremos, 
você pode realizar até dez ciclos, como na calibração após a manutenção para a 
caracterização dos erros (efeitos) sistemáticos (Es), com finalidade de correção.
O número de ciclos de medição (ou simplesmente repetições para instru-
mentos digitais) a ser realizado na calibração depende:
  Da repetitividade das indicações em cada ponto. 
  Do tempo necessário para realizar cada ciclo. 
  Da complexidade de geração e estabilização da grandeza a medir. 
  Da aplicação dos resultados da calibração. 
  Do preço que se está disposto a pagar.
d) Determinar a sequência da medição
Existem, basicamente, duas formas de executar a aplicação da grandeza de 
medição e de realizar a leitura em um ciclo de medição:
  Progressiva: Você faz as operações sequencialmente, a partir do ponto 
inicial até o ponto final programado para o ciclo. 
45Conceito de calibração
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 45 22/12/2016 13:14:38
  Peregrino total: Você faz a variação da grandeza de medição até o 
valor de cada ponto de medição programado e retorna ao zero.
Por convenção, é adotada a forma progressiva, exceto nos casos em que 
a histerese (diferença entre o valor da leitura no início e o valor da leitura 
no final do ciclo) é acentuada – ou seja, é dez vezes maior que a resolução.
e) Fazer levantamento e registro de dados
Fazer levantamento de dados é submeter a mesma grandeza de medição ao 
Sistema de Medição Padrão (SMP) e ao Sistema de Medição a Calibrar (SMC). 
Eles devem ser lidos simultaneamente. O valor da grandeza medida a ser 
aplicado aos sistemas de medição em cada ponto de medição pode ser:
  Ajustado pelo SMP e lido no SMC. 
  Ajustado pelo SMC e lido no SMP. 
  Ajustado em valor qualquer e lido em ambos.
Por convenção, para instrumentos analógicos (com ponteiros), é adotado o 
procedimento de gerar o valor da grandeza até que a indicação do SMC coincida 
com algum traço da sua escala. Nesse momento, você registra a indicação 
fornecida pelo SMP. A indicação do SMP será registrada ciclo a ciclo, sempre 
que o SMC indicar o valor previamente estabelecido. Esse procedimento é 
o mais adequado porque o SMP apresenta melhor resolução, aumentando as 
facilidades de leitura e a exatidão e precisão do método e dos resultados. Para 
os SMCs digitais, o processo é mais simples, já que você pode fazer a leitura 
diretamente no mostrador digital.
Outro detalhe importante, quando você calibra instrumentos analógicos, 
é a resolução com que a leitura é feita. Isso porque você precisa interpretar a 
posição do ponteiro quando ele estiver localizado entre duas marcações se-
quenciais da faixa de medição. Nesses casos, é importante não perder de vista 
a classe de exatidão definida pelo fabricante. Nela, o fabricante especifica o 
erro máximo admissível, que será um parâmetro para determinar a resolução 
do resultado possível de ler e, portanto, adequado a apresentar.
Fundamentos de metrologia46
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 46 22/12/2016 13:14:38
f) Processamento de dados e documentação de resultados 
Cada faixa de medição deve corresponder a um registro individual de indica-
ções. O preenchimento completo e correto da planilha de dados, bem como o 
seu adequado arquivamento, é muito importante para a futura rastreabilidade 
do processo. Isso é uma exigência das auditorias de qualidade.
Para coordenar as calibrações no país, o INMETRO tem a Rede Brasileira 
de Calibração (RBC), que é um conjunto de Laboratórios Credenciados pela 
CGCRE (Coordenação Geral de Credenciamento) do INMETRO. Essa rede 
realiza serviços de calibração de padrões e de instrumentos de medição (item 
5.9 do DOQ-CGCRE-001/INMETRO, JUNHO/2003).
A RBC é composta por laboratórios vinculados a indústrias, universidades, 
institutos tecnológicos e por laboratórios independentes. Todos são competentes 
para a execução de serviços de calibração de instrumentos de medir e de me-
didas materializadas. O credenciamento dos laboratórios exige a comprovação 
da competência técnica, credibilidade e capacidade operacional do laboratório.
A RBC tem atuação estruturante na coordenação do sistema metrológico 
brasileiro, operando em sintonia com o LNM, segundo procedimentos consis-
tentes e harmonizados com seus similares internacionais. Utilizando padrões 
rastreáveis às referências metrológicas mundiais de mais alta exatidão, a RBC 
estabelece, formalmente, o vínculo com as unidades do SI, constituindo a base 
técnica imprescindível ao livre comércio entre áreas econômicas, preconizado 
nos mercados globalizados.
A rastreabilidade é necessária para garantir confiabilidade na calibração. 
Ela pode ser entendida como a propriedade do resultado de uma medição, ou 
do valor de um padrão. Ela está relacionada a referências estabelecidas, geral-
mente padrões nacionais ou internacionais, por meio de uma cadeia contínua 
de comparações. Todas elas têm incertezas estabelecidas. Dessa maneira, o 
resultado indicado está associado a uma cadeia contínua de padrões. A cali-
bração é fundamental para garantir confiabilidade. Assim, todo instrumento 
de medição deve estar calibrado para que ele esteja realmente medindo o que 
está sendo indicado.
47Conceito de calibração
Fundamentos_metrologia_2ed.indb47 22/12/2016 13:14:38
Verificação, ajuste e regulagem são atividades complementares à calibração, e que 
são realizadas de forma não tão rígida.
Verificação é uma calibração simplificada que testa se um sistema de medição, ou 
medida materializada, está em conformidade com uma dada especificação. Como 
exemplo, você tem a aferição de uma balança de supermercado, feita com um conjunto 
de blocos padrão pelo próprio funcionário.
Ajuste é a operação corretiva destinada a fazer um instrumento de medição ter 
desempenho compatível com o seu uso. O ajuste pode ser automático, semiautomático 
ou manual, e normalmente é efetuado por técnico especializado. Alguns exemplos são 
o ajuste do zero de um manômetro, o ajuste do fator de amplificação de um medidor 
de forças elétrico e a “calibração” automática em uma balança analítica digital.
Regulagem é um ajuste que emprega somente os recursos disponíveis no sistema de 
medição para o usuário, normalmente efetuado pelo usuário comum. Por exemplo, 
a tara (zeragem) de uma balança eletrônica regulada usando um botão apropriado 
para isso.
1. O que é calibração?
a) Consertar o instrumento.
b) Propriedade do resultado de 
uma medição, ou do valor de 
um padrão, estar relacionado 
a referências estabelecidas, 
geralmente padrões nacionais 
ou internacionais, por meio 
de uma cadeia contínua de 
comparações, todas tendo 
incertezas estabelecidas.
c) Conjunto de operações que 
estabelece, sob condições 
especificadas, a relação entre 
os valores indicados por um 
instrumento de medição ou 
sistema de medição, ou valores, 
representados por uma medida 
materializada ou um material 
de referência e os valores 
correspondentes das grandezas 
estabelecidos por padrões.
d) Testar se um sistema de medição, 
ou medida materializada, 
está em conformidade com 
uma dada especificação.
e) Operação corretiva destinada 
a fazer um instrumento de 
medição ter desempenho 
compatível com o seu uso.
Fundamentos de metrologia48
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 48 22/12/2016 13:14:38
2. Como são expressos os 
resultados de uma calibração?
a) Por meio de relatórios.
b) Por carta.
c) Por email.
d) Por meio de certificados.
e) Não é necessário expressar 
os resultados.
3. Qual norma deve ser seguida 
para elaboração de um 
certificado de calibração?
a) NBR ABNT ISO/IEC 17025:2005.
b) ABNT NBR NM 216:2000.
c) ISO 9001:2000.
d) ISO 14001:2004.
e) ABNT NBR ISO 463:2013.
4. O que difere a verificação 
da calibração?
a) A verificação é uma 
calibração simplificada.
b) Na verificação, não há o 
conserto do instrumento.
c) A verificação é feita por 
um técnico especializado, 
enquanto a calibração pode 
ser feita por qualquer pessoa.
d) Na calibração, há 
menos requisitos.
e) Verificação é o mesmo 
que regulagem, por isso 
se difere da calibração.
5. O que é calibração direta?
a) Há sistemas em que não é 
possível estabelecer um padrão 
com um VVC. Nesses casos, 
o “padrão” utilizado é um 
instrumento de referência (SPM), 
cuja indicação será comparada 
com a Indicação do Sistema 
de Medição a Calibrar (ISMC).
b) Propriedade do resultado de 
uma medição, ou do valor de 
um padrão, estar relacionado 
a referências estabelecidas, 
geralmente padrões nacionais 
ou internacionais, por meio 
de uma cadeia contínua de 
comparações, todas tendo 
incertezas estabelecidas.
c) É uma calibração simplificada 
que visa testar se um 
sistema de medição ou 
medida materializada está 
em conformidade com 
uma dada especificação.
d) Operação corretiva destinada 
a fazer um instrumento de 
medição ter desempenho 
compatível com o seu uso.
e) O Valor Verdadeiro Convencional 
(VVC) de um padrão é 
comparado diretamente com 
a Indicação do Sistema de 
Medição a Calibrar (ISMC).
49Conceito de calibração
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 49 22/12/2016 13:14:38
ALBERTAZZI, A. G. Jr; SOUZA, A. R. de. Fundamentos da metrologia científica e industrial. 
Manole: Barueri, São Paulo, 2008.
LINCK, C.; LINCK, E.A. Apostila de Normalização II do Curso Técnico em Mecânica. Serviço 
Nacional de Aprendizagem Industrial. SENAI CETEMP, 2014. (Atualização do Polígrafo 
de Metrologia III utilizado de 2007 a 2014.)
SCARAMBONI, A. et al. Telecurso 2000: Curso profissionalizante: Mecânica: Metrologia. 
Rio de Janeiro: Fundação Roberto Marinho, 2003. 244p.
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES: SI. Duque de Caxias, RJ: INMETRO/CICMA/
SEPIN, 2012. 94 p.
VOCABULÁRIO INTERNACIONAL DE METROLOGIA (VIM 2012): Conceitos fundamentais 
e gerais e termos associados. Duque de Caxias, RJ: INMETRO, 2012. 94 p.
Fundamentos de metrologia50
Fundamentos_metrologia_2ed.indb 50 22/12/2016 13:14:38