Atividade metrologia

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01) Por que é importante que a unidade de medição seja amplamente conhecida?
Porque independentemente do lugar em que se encontre o sistema de medição, independente da comunicação, o valor ser igual. 
02) Defina o que é mensurado.
Tudo aquilo que conseguimos medir (grandeza física que se deseja medir).
03) Identifique no seu cotidiano três exemplos de medições que são utilizadas para monitorar e três exemplos, para controlar.
Monitorar: Voltímetro, termômetro, hidrômetro.
Controlar: termostato, barômetro, manômetro.
04) Descreva dois exemplos em que medições que são usadas na pesquisa tecnológica.
Medições de emissão de gases e consumo de combustível de automóveis.
05) Cite quatro fatores que podem dar origem a erros de medição
Instrumento danificado, falta de calibração, falha humana, variação da temperatura ambiente.
06) Como são denominadas as duas parcelas que compõem o resultado da medição? O que representam? 
São elas: resultado base e incerteza da medição.
O resultado base é a estimativa do valor mensurado que, acredita-se, mas se aproxima do seu valor verdadeiro. Corresponde a posição central do resultado da medição. 
A incerteza da medição é o tamanho da faixa simétrica, e centrada em torno do resultado base, que delimita a faixa onde se situam as dúvidas associadas à medição.
07) Qual é o nome do documento que regulamenta a linguagem da metrologia no Brasil?
INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia).
08) Segundo as regras da grafia estabelecidas para as unidades e para os símbolos das unidades do Sistema Internacional, identifique se há erros nas seguintes expressões e proponha a forma correta quando for o caso:
a. 210 K = duzentos e dez graus Kelvin.
 Errado. O certo seria: Duzentos e dez kelvins.
b. 10 °C = dez graus Centígrados.
 Errado. O certo seria: Dez graus Celsius.
c. 5,0 kg = cinco quilos. 
Errado. O certo seria: Cinco quilogramas.
d. 2,0 N = dois Newton. 
Errado. O certo seria: Dois Newtons.
e. 220 Vts = duzentos e vinte volts.
Errado O certo seria: Duzentos e vinte volt – 220V.
f. 34,7 m/s = trinta e quatro virgula sete metros por segundos.
 Correto.
g. 180 mm/m.
Correto.
h. 12,5 m/s/h
 Errado. O certo seria: 12,5 /(s-h).
i. 45,7 mm/km.
 Errado. O certo seria: 45,7 mm/Km.
j. 0,00001243 s. 
 Correto.
09) Para avaliar o desempenho metrológico de um voltímetro portátil, uma pilha-padrão de (1,600 ± 0,0583) V foi medida repetidamente. As indicações estão apresentadas na tabela a seguir, todas em volts. Com esses dados, determine:
a. O valor do erro da primeira medição;
E= (+1,580) – (+1,600) = - 0,020 V
b. A tendência e a correção do voltímetro;
Td = (Imed) – (VVC) = (+1,5906) – (+1,6000) = - 0,0084 V
Imed = média (amostras) = + 1,5906 V
C = - Td = - (- 0,0084) = + 0,0084 V
c. A incerteza-padrão e a repetitividade do voltímetro;
s = 0,0103 V (raiz somatório ((Ia – Imed)^2) / (n-1)
Re = +/- t x u / raiz (n) = +/- 2,255 x 0,0103 / raiz (12) = +/- 0,0067 V
RM = (1,5906 +/- 0,0067) V
d. A partir dos dados do fabricante e das informações obtidas por você, você pode afirmar se os dados estão de acordo com o fabricante? Justifique.
Sim. Os dados coletados demonstram uma variação permitida.
IC (pilha) = [(1,6000 – 0,583) / (1,6000 + 0,0583)] = [1,5417 ; 16583] V
IC (amostras) = [1,5906 – 0,0
010) Para avaliar os erros de um termômetro de bulbo, ele foi mergulhado em uma mistura de água destilada e gelo em constante agitação. Devido ao grau de pureza da água destilada e à homogeneidade da mistura, é possível assegurar que a temperatura da mistura é de (0,000 ± 0,001) ºC. Cinco minutos foram aguardados após a inserção do termômetro na mistura antes da leitura da temperatura a ser efetuada. Dez medições repetidas da temperatura da mistura foram efetuadas, levando aos valores da tabela abaixo:
a. A tendência e a correção para medir temperaturas próximas ao zero grau Celsius;
Td = I(médio) – (VVC) = (- 0,025) – (0,000) = - 0,025 °C
C = - td = - (- 0,025) = + 0,025 °C
b. As respectivas indicações corrigidas;
c. A incerteza-padrão e a repetitividade do termômetro;
	Número
	Indicação
	Valores corrigidos
	 
	1
	-0,100
	-0,075
	Tendência (Te) = média VN
	2
	-0,150
	-0,125
	-0,025
	3
	0,000
	0,025
	Correção = TE * (-1)
	4
	0,000
	0,025
	0,025
	5
	0,100
	0,125
	Desvio Padrão
	6
	-0,050
	-0,025
	0,089
	7
	0,050
	0,075
	Repetitividade (Re) = t*u
	8
	-0,100
	-0,075
	0,0653
	9
	0,100
	0,125
	 
	10
	-0,100
	-0,075
	 
	Média
	-0,025
	 
	 
Re = 2,320 x 0,89 / raiz de 10 = 0,065ºC.
011) A média de medições repetidas possui influência sobre erros de medição. Considere que seja feita a média das quatro primeiras medições do voltímetro do exercício 08. Para essas condições, determine:
012) A repetitividade de medições repetidas é menor quanto maior for o número de medições envolvidas. Para o exercício 08, determine o número de medições necessárias para que a repetitividade da média não seja superior a 0,01 V.
É impossível chegar ao valor solicitado, pois, não conhecemos o valor da incerteza. Caso considerar a incerteza padrão anterior, fornecida pelo exercício o número de repetições tende ao infinito.
013) A figura a seguir esquematiza uma curva de erros de um voltímetro digital. A linha mais espessa representa a linha de tendência. As duas linhas finas paralelas a ela representam os limites da faixa de repetitividade. Para essa curva de erros, determine:
a. a tendência e a correção aplicada quando a indicação é de 1,00V;
Td = 12,50 * 1 – 10,0
Td= 12,50 * 1 – 10,00 = + 2,50 mV
C = - td = - (+ 2,50) = - 2,50 mV
b. idem quando a indicação é 1,50 V;
Td = 12,50 * 1,5 – 10,0
Td = 12,50 * 1,5 – 10,0 = + 8,75 mV
C = - td = - (+ 2,50) = - 8,75 mV
c. a repetitividade desse voltímetro quando a indicação é 1,50V;
Re = +/- 5
d. o valor do erro máximo desse voltímetro 
Emax = 20 mV
014) Considere a medição de temperatura corporal de uma criança por meio de um termômetro clínico. Enumere pelo menos cinco fontes de erros presentes nesse processo de medição.
1 – Estado do termômetro. 
2 – Temperatura externa.
3 – Falta de calibração do termômetro; 
4 – Lugar/Jeito que está sendo colocado o termômetro.
5 - Movimentação da criança.
6 - Tirar termômetro antes da hora.
015) Um casal de engenheiros recém-casado adquiriu uma casa por meio do programa habitacional “Minha Casa, Minha Vida” e felizes da vida foram decorar a nova casa. Como a esposa gostava muito de plantas, eles dois compraram alguns vasos para serem pendurados no muro do jardim. Para pendurá-los, o vendedor informou que deveriam ser utilizadas buchas do tamanho 10 mm e os parafusos apropriados. Ao conferir sua caixa de ferramentas, o esposo observou que possuía parafusos e buchas de tamanhos variados, porém como a caixa havia virado durante a mudança, eles haviam se misturado completamente. Ele começou a separar o material necessário pelas buchas, pois as mesmas são numeradas, porém ao tentar separar os parafusos a situação se complicou, parafusos não são identificados. Para resolver o problema, nosso colega dotou-se de um micrômetro com faixa operacional de 0 a 25 mm e resolução de 0,01 mm e com muita paciência resolveu escolher os parafusos. Após a seleção, ele obteve 16 exemplares com tamanho próximos ao desejado, vide tabela abaixo. (Todos os valores são apresentados em mm.) Sabendo-se que o fabricante afirma que os parafusos fornecidos possuem o tamanho (10,00 ± 0,10) mm, determine:
a. A tendência e a correção.
M = 9,99 mm
Td = 9,99 – 10 = - 0,01 mm
C = 0,01 mm
b. As respectivas indicações corrigidas.
	10,19
	9,94
	9,84
	10,04
	9,99
	10,04
	9,89
	9,94
	9,89
	10,09
	9,99
	10,04
	9,94
	9,94
	9,99
	10,04
c. A incerteza-padrão e a repetitividade.
u = 0,0743
Repetitividade = 2,181*0,0743 = 0,162
d. Considerando os dados obtidos a partir da amostra do nosso colega, você pode afirmar que amostra condiz com o expresso pelo fabricante? Justifique sua resposta.
Sim. O erro não é maior do que foi passado pelo fabricante. 
016) Considerea medição da temperatura corporal de uma criança por meio de um termômetro clínico. Enumere pelo menos cinco fontes de erros presentes nesse processo de medição.
1 – Estado do termômetro. 
2 – Temperatura externa.
3 – Falta de calibração do termômetro; 
4 – Lugar/Jeito que está sendo colocado o termômetro.
5 - Movimentação da criança.
6 - Tirar termômetro antes da hora.
017) Enumere pelo menos dez exemplos de sistemas de medição extraídos do seu dia-a-dia e identifique os que operam pelos métodos da indicação, comparação ou diferencial. Ordene os sistemas de medição identificados em função da velocidade de medição, começando pelo mais rápido. Sua lista confirma que os mais rápidos são os sistemas de medição que operam pela indicação?
1 – Medição de temperatura com termômetro digital: indicação.
2 – Relógio: indicação.
3 – Paquímetro: indicação.
4 – Velocímetro de automóvel: indicação.
5 – Balança alimentos: comparação.
6 – Termômetro; indicação.
7 – Voltímetro digital: diferencial. 
8 – Relógio comparador: diferencial
9 – Rotâmetro: indicação.
10 – Acelerômetro: diferencial.
018) Uma trena confeccionada em fita plástica foi usada para medir o comprimento de um trilho de aço de aproximadamente 6 m de comprimento em um dia muito quente, quando a temperatura atingia 35 oC. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação térmica do aço é 11,5 μm/(m*K) e do material da fita plástica, 40,0 μm/(m*K), determine:
a. A parcela do erro de medição provocada pela temperatura:
C = ((αA – αB) * (Tsm – 20°C) * L).
C = ((40 – 11,5) * (35 - 20) * 6).
C = (28,5 * 15 * 6).
C = 2565 / 1000 = 2,565 mm aproximadamente 2,56 mm. 
b. A correção a ser aplicada para corrigir o erro de medição devido à temperatura:
C = 2,56mm ~ O erro da medição é de: E = -2,56mm
019) Selecione quatro sistemas de medição que operam pelo método da indicação. Para cada um dos sistemas de medição, identifique seus módulos: transdutor, unidade de tratamento de sinais e dispositivo mostrador ou registrador.
Termômetro digital
Transdutor: sensor de temperatura (termo par ou pt100).
Unidade de tratamento de sinais: conversor, decodificador, controlador.
Dispositivo mostrador ou registrador: display de leds.
Micrômetro
Transdutor: sensor capacitor diferencial.
Unidade de tratamento de sinais: amplificador, conversor A/D, fonte.
Dispositivo mostrador ou registrador: display LCD.
Taxímetro
Transdutor: sensor de velocidade
Unidade de tratamento de sinais: controlador, contador, temporizador, conversor A/D, fonte
Dispositivo mostrador ou registrador: display de barramento de leds.
020) Uma célula de carga apresenta resolução de 2,0 N e erro máximo de 15 N. Exprima estes parâmetros em termos fiduciais sabendo que a faixa de medição é de 0 a 5 kN.
Emax = 1% de VFE 
Emax = 1% de 5 KN 
Emax = 0,05 KN ou 5 KN
021) Por que é necessário calibrar um sistema de medição?
Para não apresentar resultados errados.
022) Cite pelo menos cinco exemplos de padrões na metrologia.
Massa padrão, resistor padrão, padrão de corrente elétrica, padrão de corrente de césio, eletrodo padrão de hidrogênio.
023) Quais as principais diferenças entre calibração e verificação?
Verificação é uma calibração simplificada, utilizado identificar se o instrumento continua em conformidade com a especificação. Calibração é a manutenção corretiva desse equipamento para ajustar sua precisão e controlar a qualidade.
024) Quais as semelhanças e a principal diferença entre regulagem e ajuste?
A regulagem pode ser efetuada por um usuário comum e o ajuste deve ser feito por um técnico especializado com ferramentas metrológicas adequadas.
025) Em que ocasiões a calibração “in-loco” pode ser vantajosa? Dê dois exemplos de calibração direta e dois de calibração indireta.
Em ocasiões que as condições de uso diferem muito das condições de calibração, então o equipamento é calibrado no local de uso.
026) Deseja-se calibrar um termômetro de bulbo na faixa de a 100oC. Proponha dois procedimentos de calibração, um usando calibração direta e outra calibração indireta.
Podemos submeter o termômetro a uma temperatura fixa. De forma indireta, podemos comparar o termômetro com um termômetro padrão, ambos submetido a mesma temperatura e comparar a diferença entre os dois
027) O que é rastreabilidade? Por que é importante na metrologia? Como a rastreabilidade dos meios de medição pode ajudar a um expositor de produto de alta tecnologia?
A propriedade do resultado de uma medição ou valor de um padrão relacionado a referencias conhecidas, padrões nacionais e internacionais, por meio de uma cadeia de comparações, todas tendo incertezas estabelecidas.
028) Pretende-se calibrar um micrômetro cuja incerteza expandida esperada é de 5 μm. Dispõe- se de um conjunto de blocos-padrão com incertezas expandidas de 0,8 μm. É possível fazer essa calibração? Faça os comentários adicionais necessários.
Não é possível, pois a incerteza expandida associada ao padrão nas condições de calibração não deve ser superior a um décimo da incerteza expandida do sistema de medição a calibrar.
029) Por que é importante para um país industrializado desenvolver a metrologia científica, a metrologia industrial e a metrologia legal?
Porque a indústria consegue se desenvolver melhor, criar competição nacional e internacional, produzir produtos de maior qualidade, de valor agregado, de alta tecnologia e exportar para o mundo inteiro.
030) Para cada uma das situações abaixo, identifique o ramo da metrologia que melhor se ocupa na solução do problema em questão (Científica, Industrial ou Legal):
a. Garantia da qualidade da produção de sacos de café de 500 g.
Industrial.
b. Comercialização de sacos de café de 500 g.
Legal.
c. Desenvolvimento de um novo método para medir a massa de café que seja pouco afetado pela umidade. (Café é higroscópico – absorve água).
Cientifica.
031) Com base na teoria de calibração de instrumentos, defina de acordo com suas palavras o que é calibração.
É o processo de comparação entre um padrão e o instrumento a ser calibrado, este processo tem como principal objetivo conhecer os erros e as incertezas dos instrumentos de medição.
032) Através do procedimento experimental denominado calibração é possível correlacionar os valores indicados pelo sistema de medição e sua correspondência com a grandeza sendo medida. Logo, diferencie os conceitos abaixo.
Aferição x Calibração
Aferição, é uma verificação feita no instrumento. A calibração é um conjunto de testes que deve ser aplicado a todos os instrumentos que interfiram diretamente na qualidade de um produto. 
Descreva abaixo quais são os parâmetros para calibração?
tendência (Td), a média de indicações(I), a correção (C), a incerteza padrão (u) e a repetitividade (Re).
033) Embora a calibração seja a operação de qualificação de instrumentos e sistemas de medição mais importante, existem outras operações comumente utilizadas. Sendo assim, defina e diferencie os conceitos abaixo.
Ajuste x Regulagem x Verificação
Ajuste: é uma operação corretiva destinada a fazer que um instrumento de medição tenha desempenho compatível com seu uso. O ajuste pode semiautomático, semiautomático ou manual.
Regulagem: é um ajuste, empregado ao uso somente aos recursos disponíveis ao usuário no sistema de medição.
Verificação: é uma calibração simplificada utilizada para testar se um sistema de medição ou medida materializada que está em conformidade com uma dada especificação técnica.
034) Como os resultados de uma calibração são geralmente destinados a algumas aplicações, descreva abaixo quais são estas aplicações.
1° Determinar efeito das grandezas de influência sobre a indicação ou comportamento metrológico do sistema de medição em condições adversas.
2° Assegurar a manutenção da confiabilidade das medições ao longo do tempo, que levam a tomada de decisões seguras e preservam a qualidade de processos e produtos.
035) Adicionalmente, a calibração deve ser efetuada quando, por alguma razão, se deseja o levantamento mais detalhado sobre o comportamentometrológico de um sistema de medição, sobre o qual existe dúvida ou suspeita de funcionamento irregular. Portanto, mencione e defina os métodos de calibração.
Direta: medidas materializadas são aplicadas sobre o sistema de medição e o seu valor verdadeiro convenciona é comparado com as indicações do sistema de medição a calibrar.
Indireta: o mensurando é medido simultaneamente pelo sistema de medição a calibrar e por um sistema de medição padrão. As indicações são comparadas.
036) A calibração de sistemas de medição é um trabalho especializado e exige amplos conhecimentos de metrologia, total domínio sobre os princípios e o funcionamento do sistema de medição a calibrar (SMC), muita atenção e cuidados na sua execução e uma elevada dose de bom senso. Envolve o uso de equipamento sofisticado e de alto custo. Logo, descreva o procedimento geral de calibração.
Etapa 1 – Definição dos objetivos:
Etapa 2 – Identificação do sistema de medição a calibrar
Etapa 3 – Seleção do sistema de medição padrão
Etapa 4 – preparação do experimento
Etapa 5 – Execução do ensaio
Etapa 6 – Processamento e documentação dos dados
Etapa 7 – Análise dos resultados
Etapa 8 – Certificado de calibração
037) A norma NBR ISO 10.012-1 “Requisitos da Garantia da Qualidade para Equipamentos de Medição” prevê que os resultados das calibrações devem ser registrados com detalhes suficientes de modo que a rastreabilidade de todas as medições efetuadas com o SM calibrado possam ser demonstradas, e qualquer medição possa ser reproduzida sob condições semelhantes às condições originais. Sendo assim, quais informações são recomendadas para constar no Certificado de Calibração.
De acordo com a norma, NBR ISSO 10.012-1 é recomendado que conste as seguintes informações no certificado:
Descrição e identificação individual do Sistema de Medição a calibrar, data da realização da calibração, sumário dos resultados obtidos com a calibração, identificação do (s) procedimento (s) de calibração conforme norma do laboratório, identificação do padrão utilizado, com data e entidade executora da sua calibração, bem como sua incerteza (ATENÇÃO: Precisa estar válido), condições ambientais relevantes, declaração das incertezas envolvidas na calibração, descrição sobre quaisquer manutenções, ajustes, regulagens, reparos e modificações realizadas, qualquer limitação de uso (ex: faixa de medição restrita), identificação e assinaturas da (s) pessoa(s) responsável(eis), número de série ou equivalente do certificado.
038) Recomenda-se efetuar o planejamento minucioso do experimento de calibração e das operações complementares, com a finalidade de reduzir os tempos e custos envolvidos e de se evitar que medições tenham que ser repetidas porque se “esqueceu” um aspecto importante do ensaio. Portanto, o planejamento e a preparação do ensaio envolvem alguns aspectos, cite-os.
1 – Definição dos objetivos da calibração; 
2 – Caracterização do sistema de medição a calibrar;
3 – Seleção do padrão;
4 – Planejamento e preparação d experimento;
5 – Execução da calibração;
6 – Processamento e documentação; 
7 – Análise dos resultados;
8 – Certificação de calibração;
Número Indicação 
1 1,5800 
2 1,6020 
3 1,5950 
4 1,5700 
Média 1,5868 
Td 1,5868 
u 0,1445 
Re 0,0478