curso fundamentos da metrologia

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APRESENTAÇÃO DA SETIN
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Fundamentos
de
 Metrologia 
Aplicados na
 Calibração e Ensaios
http://www.inmetro.gov.br/inovacao/publicacoes.asp
DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS 
DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS 
METROLOGIA 
Ciência da medição 
Observação:
A metrologia abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativos às medições, qualquer que seja a incerteza, em quaisquer campos da ciência ou da tecnologia.
MEDIÇÃO 
Conjunto de operações que tem por objetivo determinar um valor de uma grandeza.
Observação:
As operações podem ser feitas automaticamente.
DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS 
DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS 
GRANDEZA DE INFLUÊNCIA 
Grandeza que não é o mensurando, mas que afeta o resultado da medição deste. 
Exemplos:
a) A temperatura de um micrômetro usado na medição de um comprimento;
b) A freqüência na medição da amplitude de uma diferença de potencial em corrente alternada;
c) A aceleração da gravidade na calibração de manômetros utilizando uma balança de peso-morto como referência.
DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS 
Observações:
1) Quando um resultado é dado, deve-se indicar, claramente, se ele se refere:
- à indicação;
- ao resultado não corrigido;
- ao resultado corrigido;
e se corresponde ao valor médio de várias medições.
2) Uma expressão completa do resultado de uma medição inclui informações sobre a incerteza de medição.
RESULTADO DE UMA MEDIÇÃO
Valor atribuído a um mensurando obtido por medição
DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS 
Resultado de uma medição, antes da correção, devida aos erros sistemáticos.
RESULTADO NÃO CORRIGIDO
DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS 
Observações:
1) A correção é igual ao erro sistemático estimado com sinal trocado.
2) Uma vez que o erro sistemático não pode ser perfeitamente conhecido, a compensação não pode ser completa.
CORREÇÃO
Valor adicionado algebricamente ao resultado não corrigido de uma medição para compensar um erro sistemático.
DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS 
1) O parâmetro pode ser, por exemplo, um desvio padrão (ou um múltiplo dele), ou a metade de um intervalo correspondente a um nível de confiança estabelecido.
2) A incerteza de medição compreende, em geral, muitos componentes. Alguns destes componentes podem ser estimados com base na distribuição estatística dos resultados das séries de medições e podem ser caracterizados por desvios padrão experimentais. Os outros componentes, que também podem ser caracterizados por desvios padrão, são avaliados por meio de distribuição de probabilidades assumidas, baseadas na experiência ou em outras informações.
3) Entende-se que o resultado da medição é a melhor estimativa do valor do mensurando, e que todos os componentes da incerteza, incluindo aqueles resultantes dos efeitos sistemáticos, como os componentes associados com correções e padrões de referência, contribuem para a dispersão.
Nota:
Esta definição foi extraída do “Guia para Expressão de Incerteza de Medição”, no qual sua fundamentação é detalhada (ver, em particular, o item 2.2.4 e o anexo D(10)).
INCERTEZA DE MEDIÇÃO
Parâmetro, associado ao resultado de uma medição, que caracteriza a dispersão dos valores que podem ser fundamentadamente atribuídos a um mensurando.
Observações:
 ajuste dum sistema de medição
 ajuste
Conjunto de operações efetuadas num sistema de medição, de modo que ele forneça indicações prescritas correspondentes a determinados valores duma grandeza a ser medida.
NOTA 1 Diversos tipos de ajuste dum sistema de medição incluem o ajuste de zero, o ajuste de defasagem (às vezes chamado ajuste de “offset”) e o ajuste de amplitude (às vezes chamada ajuste de ganho).
NOTA 2 O ajuste dum sistema de medição não deve ser confundido com calibração, a qual é um pré-requisito para o ajuste.
NOTA 3 Após um ajuste dum sistema de medição, tal sistema geralmente deve ser recalibrado.
calibração
Operação que estabelece, sob condições especificadas, numa primeira etapa, uma relação entre os valores e as incertezas de medição fornecidos por padrões e as indicações correspondentes com as incertezas associadas; numa segunda etapa, utiliza esta informação para estabelecer uma relação visando a obtenção dum resultado de medição a partir duma indicação.
NOTA 1 Uma calibração pode ser expressa por meio duma declaração, uma função de calibração, um diagrama de calibração, uma curva de calibração ou uma tabela de calibração. Em alguns casos, pode consistir duma correção aditiva ou multiplicativa da indicação com uma incerteza de medição associada.
NOTA 2 Convém não confundir a calibração com o ajuste dum sistema de medição, frequentemente denominado de maneira imprópria de “auto-calibração”, nem com a verificação da calibração.
Calibração X Ensaio 
CALIBRAÇÃO – Fornece subsídios para o diagnóstico das condições de uso, acondicionamento e verificação periódica do equipamento/instrumento de medição 
ENSAIO – Procedimento que verifica o desempenho de uma determinada característica de um equipamento e compara com uma dada especificação. 
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INTRODUÇÃO 
Quando se relata o resultado de medição de uma grandeza física, é obrigatório que seja dada alguma indicação quantitativa da qualidade do resultado, de tal forma que aqueles que o utilizam possam avaliar sua confiabilidade. Sem essa indicação, resultados de medição não podem ser comparados, seja entre eles mesmos ou com valores de referência fornecidos em uma especificação ou norma. Portanto, para se caracterizar com qualidade um resultado de medição é necessário avaliar e expressar sua incerteza.
É amplamente reconhecido que, quando todos os componentes de erro conhecidos ou suspeitos tenham sido avaliados e as correções adequadas tenham sido aplicadas, ainda permanece uma incerteza sobre quão correto é o resultado declarado, isto é, uma dúvida acerca de quão corretamente o resultado de medição representa o valor da grandeza que está sendo medida. Mesmo sabendo que o resultado de medição não é perfeito, é possível obter informações confiáveis, desde que este venha acompanhado da respectiva incerteza 
HISTÓRICO 
1980 – BIPM emite a recomendação INC-1(1980)
1986 – O CIPM aprova e a ratifica
1987 – O CIPM transfere a responsabilidade da elaboração da primeira edição do ISO GUM, para a ISO “Technical Group on Metrology” (TAG 4), já que esta poderia refletir melhor as necessidades oriundas da indústria e do comércio.
1992 – É criado no Brasil o GT-3 grupo de trabalho de incerteza 
1993 – A 1ª Edição do ISO GUM é Traduzida
1994 – Normas série ISO 9000 tomam força no cenário nacional, em seu item 4.11.1 cita:
“Os equipamentos de inspeção, medição e de ensaios devem ser utilizados de tal forma que assegurem que a incerteza de medição seja consistente com a capacidade requerida.”
HISTÓRICO 
2001 – O INMETRO começa a exigir que laboratórios de Ensaio e Calibração desenvolvam seus sistemas de gestão com base na NBR ISO/IEC 17025 – REQUISITOS GERAIS PARA COMPETÊNCIA DE LABORATÓRIOS DE ENSAIO E CALIBRAÇÃO para concessão e manutenção da Acreditação.
esta norma cita em seu item 5.4.6.1:
“um laboratório de calibração ou de ensaio deve ter e aplicar um procedimento para estimar a incerteza de medição de todas as calibrações e todos os tipos de calibração.“
5.4.6.2:
“Os laboratórios de ensaio devem ter e devem aplicar procedimentos para estimativa das incertezas de medição. em alguns casos o método pode impedir o cálculo rigoroso...Nestes casos, o laboratório deve pelo menos tentar identificar todos os componentes de incerteza e fazer uma estimativa razoável...”
HISTÓRICO 
Para atender a estes itens, o organismo de Acreditação de laboratórios de calibração (INMETRO) passou a exigir como requisito para Acreditação a publicação do Documento EA-4/02.
2005 – O INMETRO emite baseado nesta norma o documento NIT-DICLA-021 – Expressão da Incerteza de Medição e o documento NIT-DICLA-033– Política para Implementação da Estimativa de Incerteza de Medição em Laboratórios de Ensaio, que popularizaram e uniformizaram a sistemática de cálculo.
COMPONENTES DA INCERTEZA 
As componentes ou fontes de incerteza mais comuns na área da metrologia são: 
Incerteza do padrão de referência;
Deriva (variação lenta de uma característica metrológica);
Equipamento e instrumentos envolvidos 
Resolução ou valor de uma divisão
Condições ambientais (temperatura, pressão atmosférica, umidade)
Erros de construção
Deformação elástica
Contaminação de partículas, empuxo do ar
Processo de medição
Interpretação matemática (tabelas de referencia, ajustes de curva, arredondamentos)
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ADEQUAÇÃO DE UM INSTRUMENTO AO USO 
Tolerância do Processo – é determinada pelos limites de tolerância de uma peça ou processo.
Tolerância do Instrumento – é determinada com base na avaliação da tolerância do processo, de acordo com a equação abaixo
ti = tolerância do instrumento
cp = campo de tolerância do processo
fc = Fator de criticidade do processo
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ADEQUAÇÃO DE UM INSTRUMENTO AO USO 
EXEMPLO:
Ensaio hidrostático tem tolerância de ±5%, logo seu campo de tolerância é 10%.
Equação para determinar a tolerância do instrumento a ser utilizada é :
Logo, o instrumento a ser utilizado deve ter uma exatidão de no máximo 3,33%.
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ADEQUAÇÃO DE UM INSTRUMENTO AO USO 
Método 1 = Correção do Erro:
Define-se a curva de calibração do instrumento
Utliza-se o VVC do instrumento
Vantagem:
é Utilizado para padrões ou situações que possuem critérios de aceitação “apertados”
Desvantagem:
Torna a utilização do instrumento mais delicada, pois os valores lidos devem ser corrigidos antes de se avaliar a conclusão do ensaio ou calibração. 
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ADEQUAÇÃO DE UM INSTRUMENTO AO USO 
Método 2 = Utilização do critério para liberar o instrumento para o uso:
Com base na tolerância do processo, define-se o critério de aceitação para o instrumento e compara com os resultados das calibrações
Vantagem:
Torna o ensaio ou calibração mais “automático”, pois após a avaliação do instrumento ele pode ser utilizada sem necessidade de correção”
Desvantagem:
O critério de aceitação deve ser estabelecido com base no ensaio a ser executado, para que avaliações enganosas não sejam realizadas. A incerteza de medição “deve” ser agregada ao valor utilizado como parâmetro de avaliação. 
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"Sempre há o que aprender
...Ouvindo...Vivendo...e sobretudo Trabalhando.
Mas só se aprende, quem se dispõe rever suas CERTEZAS".
Darcy Ribeiro
Humberto Fontoura
BIBLIOGRAFIA
TREINAMENTOS RIO-METROLOGIA 2004 – CÁLCULO DA INCERTEZA DE MEDIÇÃO NA CALIBRAÇÃO E ENSAIOS (apostila)
CURSO DE METROLOGIA DA GRANDEZA PRESSÃO – INMETRO-2003(apostila)
METROLOGIA MECÂNICA – WALTER LINK(livro)
VIM – VOCABULARIO INTERNACIONAL DE TERMOS GERAIS E 
FUNDAMENTAIS DE METROLOGIA
METROLOGIA Prof. Armando Albertazzi Gonçalves Jr. Laboratório de Metrologia e Automatização (APOSTILA)
REVISTA METROLOGA E INSTRUMENTAÇÂO Nº42
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cp
ti
fc
=
10
3,33%
3
=