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Controle de qualidade e metrologia INTRODUÇÃOMETROLOGIA Calibração Industrial BIBLIOGRAFIA UTILIZADA NO SEMESTRE 1. Metrologia e Incertezas de Medição: Conceitos e Aplicações – Alexandre Mendes e Pedro Paulo. Editora LTC; 2. Práticas de Metrologia – Bruna Madeira Araújo e Renato Batista da Cruz. Introdução O resultado de uma calibração é a relação entre as leituras de um instrumento de medição, ou sistema de medição, e os valores indicados pelo padrão; É possível que este instrumento de medição, também chamado objeto da calibração, uma vez calibrado, possa ser usado como padrão para calibrar outros instrumentos de medição; Os laboratórios que realizam calibração podem pertencer ou não à Rede Brasileira de Calibração (RBC); Os laboratórios pertencentes à Rede são acreditados e auditados pelo Inmetro; Os laboratórios que não integram a RBC também podem efetuar calibrações, desde que usem padrões rastreáveis pela RBC; Para tanto, é necessário que seus padrões sejam calibrados por laboratórios pertencentes à Rede Brasileira de Calibração. Conceito de Calibração Operação que estabelece, sob condições especificadas, numa primeira etapa, uma relação entre os valores e as incertezas de medição fornecida por padrões e as indicações correspondentes com as incertezas associadas; Numa segunda etapa, utiliza esta informação para estabelecer uma relação visando a obtenção de um resultado de medição a partir de uma indicação. Nota 1 • Uma calibração pode ser expressa por meio de uma declaração, uma função de calibração, um diagrama de calibração, uma curva de calibração ou uma tabela de calibração; • Em alguns casos, pode consistir de uma correção aditiva ou multiplicativa da indicação com uma incerteza de medição associada; Nota 2 • Convém não confundir a calibração com o ajuste de um sistema de medição, frequentemente denominado de maneira imprópria “autocalibração”, nem com a verificação da calibração. Nota 3 Frequentemente, apenas a primeira etapa na definição acima é entendida como calibração. • Observe que, segundo o VIM (2012), calibrar é o ato de confrontar o comportamento metrológico de um instrumento de medição com um padrão de referência, que pode ser um instrumento de medição padrão, um sistema de medição padrão, uma medida materializada ou um material de referência certificado (MRC). • O senso comum considera calibrar como consertar um equipamento. Por este motivo, muitos profissionais entendem, erroneamente, que não seja necessário calibrar um equipamento novo, recém-comprado, por pensar que ele está em perfeito estado de uso; • O equipamento pode estar em perfeito estado, mas não sabemos suas características metrológicas, tais como seu erro de medição, sua incerteza de medição, sua tendência instrumental, sua histerese, entre outras; Não devemos usar o termo aferição quando nos referirmos à calibração; Com a padronização da metrologia e suas normas, o termo aferição – sem equivalente no resto do mundo – passou a ser desconsiderado; Na verdade, o termo aferição está em desuso, não mais constando no Vocabulário Internacional de Metrologia, e, portanto, não deve ser empregado; Quando se falava em aferição, o usuário se referia à verificação, termo que consta no VIM e que iremos abordar a seguir; Calibração x Verificação A verificação é definida pelo VIM (2012) como: “Fornecimento de evidência objetiva de que um dado item satisfaz requisitos especificados”; Os requisitos especificados podem ser: Especificações de um fabricante: A histerese de um instrumento de medição; A linearidade de um instrumento de medição; O erro de medição em comparação a sua especificação ou norma; Exemplo: • Erro máximo admissível para termômetro de resistência; • O erro máximo admissível para um termômetro de resistência Classes A e B, segundo a norma DIN-IEC 751/85, vale: • Classe B: (0,30 + 0,005t) °C • Classe A: (0,15 + 0,002t) °C • Em que t é o valor da temperatura de medição Exemplo 2: Erro máximo admissível para medida materializada • O erro máximo admissível para uma medida materializada, por exemplo, uma massa padrão, em função de sua classe, conforme a Portaria Inmetro no 233, de 22 de dezembro de 1994, é apresentado na tabela abaixo: Atenção! • Não confunda verificação com calibração; • Na calibração, obrigatoriamente, devemos determinar a incerteza de medição do objeto em calibração; • Na verificação, isso não é necessário; • Uma calibração pode abranger uma verificação, mas o contrário não é verdadeiro; • Nesse sentido, uma calibração torna-se um procedimento mais complexo do que uma verificação; Padrão de Medição Realização da definição de uma dada grandeza, com um valor determinado e uma incerteza de medição associada, utilizada como referência; EXEMPLO 1: Padrão de medição de massa de 1 kg com uma incerteza-padrão associada de 3 μg. EXEMPLO 2: Resistor-padrão de 100 Ω com uma incerteza-padrão associada de 1 μΩ; EXEMPLO 3: Padrão de medição de frequência de césio com uma incerteza-padrão relativa associada de 2 × 10-15; • EXEMPLO 4: Solução-tampão de referência com um pH de 7,072 e uma incerteza- padrão associada de 0,006; • EXEMPLO 5: Conjunto de soluções de referência de cortisol no soro humano, para o qual cada solução tem um valor certificado de uma incerteza padrão; • EXEMPLO 6: Material de referência que fornece valores com incertezas de medição associadas para a concentração em massa de dez proteínas diferentes; • Um padrão de medição apresenta-se como um sistema de medição, uma medida materializada ou um material de referência certificado (MRC); • Independentemente da forma como se apresentam, os padrões de medição possuem uma incerteza de medição frequentemente pequena, onerando pouco, ou quase nada, a incerteza final após um processo de calibração; • Sua incerteza de medição deve ser combinada com as demais incertezas de medição envolvidas no processo de calibração; • Um padrão de medição serve de referencia para a calibração de outros padrões hierarquicamente inferiores, do ponto de vista da sua exatidão e incerteza de medição; Estrutura Hierárquica de Rastreabilidade Padrão de medição Internacional • Padrão de medição internacional como: “Padrão de medição reconhecido pelos signatários de um acordo internacional, tendo como propósito a sua utilização mundial”; • Portanto, representam as unidades de medição das várias grandezas, com a maior precisão e exatidão possíveis, obtidas pelo uso de técnicas avançadas de produção e medição e que não estão disponíveis para o usuário comum; Padrão de medição nacional • “Padrão de medição reconhecido por uma entidade nacional para servir dentro de um Estado ou economia, com base para atribuir valores a outros padrões de medição de grandezas da mesma natureza”; • Portanto, são os dispositivos mantidos pelas organizações e pelos laboratórios nacionais das diferentes partes do mundo; • Eles representam as quantidades fundamentais e derivadas, e são calibrados de modo independente por meio de medições absolutas; • O Inmetro é o responsável pela manutenção dos padrões nacionais no Brasil, tanto para os existentes em seus laboratórios próprios quanto para os encontrados nos laboratórios por ele designados; Padrão de medição de referencia • “Padrão de medição estabelecido para a calibração de outros padrões de grandezas da mesma natureza numa dada organização ou num dado local”; • Esses padrões não devem ser empregados para o trabalho diário das medições e, preferencialmente, têm que ser mantidos em condições específicas de temperatura e umidade; • São utilizados para a calibração ou verificação dos padrões de trabalho; Padrão da medição de trabalho “Padrão de medição que é utilizado rotineiramente para calibrar ou controlar instrumentos de medição ou sistemas de medição”; Os padrões de medição de trabalhonormalmente são calibrados em relação aos padrões de medição de referência dos laboratórios de calibração, pertencentes ou não à RBC; Quando usamos um padrão de medição de trabalho para realizarmos uma verificação, ele é comumente chamado padrão de verificação ou padrão de controle; Material de Referencia Certificado (MRC) • Material de referência acompanhado de uma documentação emitida por uma entidade reconhecida, a qual fornece um ou mais valores de propriedades especificadas com as incertezas e as rastreabilidades associadas, utilizando procedimentos válidos; • EXEMPLO: Soro humano com valor atribuído para a concentração de colesterol e incerteza de medição associada, indicados num certificado, e que servem como padrão numa calibração ou como material de controle da veracidade de medição; • Os procedimentos relativos à produção e à certificação dos materiais de referência certificados são encontrados na ABNT NBR ISO 17034:2017 e na ABNT ISO GUIA 35:2012; • Um material de referência pode ser uma substância pura ou uma mistura, na forma de gás, líquido ou sólido; • Exemplos de materiais de referência são a água usada na calibração de viscosímetros, a safira empregada na calibração da capacidade calorífica em calorimetria e as soluções utilizadas nas análises químicas; Um Material de Referência Certificado é sempre acompanhado por um certificado de análise, com um ou mais valores de uma propriedade ou característica física; 01 Esses materiais são certificados por procedimentos que estabelecem a rastreabilidade para a obtenção exata da unidade na qual os valores da propriedade são expressos; 02 Cada valor certificado é acompanhado por uma incerteza para um nível de confiança estabelecido; 03 FIM
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