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Metrologia – UFPR (slide 1) Calibração de Sistema de Medição.

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Apresentação em tema: "Metrologia – UFPR (slide 1) Calibração de Sistema de Medição."— Transcrição da apresentação:

1 Metrologia – UFPR (slide 1) Calibração de Sistema de Medição

2 Metrologia – UFPR (slide 2) Motivação Posso confiar no que o sistema de medição indica? resultado da medição definição do mensurando procedimento de medição condições ambientais sistema de medição operador CALIBRAÇÃO

3 Metrologia – UFPR (slide 3) Métodos de Calibração

4 Metrologia – UFPR (slide 4) Calibração de uma balança sistema de medição a calibrar 102,40 comparação 100,00 102,40 g ± 0,002 g massa-padrão 100,000 CALIBRAÇÃO DIRETA

5 Metrologia – UFPR (slide 5) Calibração de um bloco padrão -0,00025 BP a calibrar BP de referência - 1,237600,00000 Zerando CALIBRAÇÃO DIRETA Comparação

6 Metrologia – UFPR (slide 6) Calibração direta VVC I SMC sistema de medição a calibrar padrão comparação

7 Metrologia – UFPR (slide 7) Como calibrar o velocímetro de um automóvel? Alguém tem aí um padrão de velocidade? Alguém tem aí um padrão de velocidade? comparação 80,0 km/h 78,50 km/h CALIBRAÇÃO INDIRETA

8 Metrologia – UFPR (slide 8) Calibração indireta sistema de medição a calibrar gerador da grandeza sistema de medição padrão I SMC I SMP comparação

9 Metrologia – UFPR (slide 9) SM ± 0,05 mm P ± 0,005 mm PP ± 0,0005 mm PPP ± 0,00005 mm PPPP ± 0, mm 1/10 definições das unidades do SI RASTREÁVEL Rastreabilidade Rastreabilidade

10 Metrologia – UFPR (slide 10) Rastreabilidade É a propriedade do resultado de uma medição, ou do valor de um padrão, estar relacionado a referências estabelecidas, geralmente padrões nacionais ou internacionais, através de uma cadeia contínua de comparações, todas tendo incertezas estabelecidas. É a propriedade do resultado de uma medição, ou do valor de um padrão, estar relacionado a referências estabelecidas, geralmente padrões nacionais ou internacionais, através de uma cadeia contínua de comparações, todas tendo incertezas estabelecidas.

11 Metrologia – UFPR (slide 11) Rastreabilidade unidades do SI padrões internacionais padrões nacionais padrões de referência de laboratórios de calibração padrões de referência de laboratórios de ensaios padrões de trabalho de laboratórios de chão de fábrica Indústria e outros Ensaios Calibração LNM BIPM

12 Metrologia – UFPR (slide 12) O Sistema Metrológico Brasileiro

13 Metrologia – UFPR (slide 13) O sistema metrológico brasileiro Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Órgão normativo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial Órgão executivo

14 Metrologia – UFPR (slide 14) Áreas da metrologia Trata dos padrões de medição internacionais e nacionais, dos instrumentos laboratoriais e das pesquisas e metodologias científicas relacionadas ao mais alto nível de qualidade metrológica. Trata da aplicação da metrologia no controle dos processos produtivos na garantia da qualidade dos produtos finais. Trata da proteção ao consumidor em relação às unidades de medida, métodos e instrumentos de medição, de acordo com as exigências técnicas e legais obrigatórias.

15 Metrologia – UFPR (slide 15) INMETRO Divisão de Metrologia Mecânica. Divisão de Metrologia Mecânica. Divisão de Metrologia Elétrica. Divisão de Metrologia Elétrica. Divisão de Metrologia Acústica, Ultra-Som e Vibração. Divisão de Metrologia Acústica, Ultra-Som e Vibração. Divisão de Metrologia Óptica. Divisão de Metrologia Óptica. Divisão de Metrologia Térmica. Divisão de Metrologia Térmica. Divisão de Metrologia Química. Divisão de Metrologia Química. Divisão de Materiais Divisão de Materiais Divisão de Dinâmica de Fluidos Divisão de Dinâmica de Fluidos Divisão de Telecomunicações Divisão de Telecomunicações Laboratório de Tempo e Freqüência vinculado ao Observatório Nacional. Laboratório de Tempo e Freqüência vinculado ao Observatório Nacional.

16 Metrologia – UFPR 2010 (slide 16) Campus do INMETRO

17 Metrologia – UFPR (slide 17) Rede Brasileira de Calibração Laboratórios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem calibrações oficiais. Laboratórios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem calibrações oficiais. Esta rede contem hoje cerca de 309 laboratórios acreditados. Esta rede contem hoje cerca de 309 laboratórios acreditados. Certificados com selo do Inmetro Certificados com selo do Inmetro

18 Metrologia – UFPR (slide 18) Rede Brasileira de Laboratórios de Ensaios Laboratórios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem certificação de conformidade, isto é, verificar a condição de um produto atender aos requisitos de uma norma, especificação ou regulamento técnico, nacional ou internacional. Laboratórios acreditados e coordenados pelo Inmetro para, em seu nome, efetuarem certificação de conformidade, isto é, verificar a condição de um produto atender aos requisitos de uma norma, especificação ou regulamento técnico, nacional ou internacional. Esta rede contem hoje cerca de 534 laboratórios acreditados. Esta rede contem hoje cerca de 534 laboratórios acreditados. O Brasil necessita cerca de 1000 para atender a atual demanda. O Brasil necessita cerca de 1000 para atender a atual demanda.

19 Metrologia – UFPR (slide 19) Rede Brasileira de Metrologia Legal e Qualidade - Inmetro A RBMLQ-I é o braço executivo do Inmetro em todo o território brasileiro, executando as verificações e inspeções relativas aos instrumentos de medição e às medidas materializadas regulamentadas, e o controle da exatidão das indicações quantitativas dos produtos pré-medidos, de acordo com a legislação em vigor.

20 Metrologia – UFPR (slide 20) Rede Brasileira de Metrologia Legal e Qualidade - Inmetro A Rede é composta por 26 órgãos metrológicos regionais, sendo 23 órgãos da estrutura dos governos estaduais, 1 órgão municipal, e os 2 restantes administrados pelo próprio Inmetro. Esta estrutura vem garantindo a execução das atividades em todos os pontos do território nacional, com sedes em 26 estados da federação, agências em 65 cidades do interior e 23 postos de verificação de veículos-tanque localizados em pólos de distribuição de combustíveis automotivos.

21 Metrologia – UFPR (slide 21) Rede Brasileira de Metrologia Legal e Qualidade - Inmetro Fonte: O IPEM exerce atividades relativas a Avaliação da Conformidade, Verificação Metrológica e Calibração de Ensaios. Atua no Estado do Paraná e sua Sede localiza-se em Curitiba. Possui Gerências Regionais nas cidades de Maringá, Londrina, Cascavel e Guarapuava.

22 Metrologia – UFPR (slide 22) Intercomparações

23 Metrologia – UFPR (slide 23) Intercomparações intercomparações regionais I intercomparações regionais II intercomparações do BIPM

24 Metrologia – UFPR (slide 24) Intervalo de Calibração

25 Metrologia – UFPR (slide 25) De quanto em quanto tempo é necessário calibrar? Depende... Depende......da intensidade de uso;...da intensidade de uso;...das condições de uso;...das condições de uso;...do tipo de sistema de medição;...do tipo de sistema de medição;...das normas e recomendações técnicas;...das normas e recomendações técnicas;...da política da empresa....da política da empresa.

26 Metrologia – UFPR (slide 26) Exemplos de intervalos de calibração típicos Blocos-padrão Paquímetros Micrômetros Trenas Massas padrão Balanças Barômetros Transdutores de força 12 meses 6 meses 3 a 6 meses 6 meses 24 meses 12 a 36 meses 6 a 12 meses 12 a 24 meses

27 Metrologia – UFPR (slide 27) Roteiro de Calibração

28 Metrologia – UFPR (slide 28) Roteiro de calibração 1 - Definição dos objetivos da calibração; 2 - Caracterização do sistema de medição a calibrar; 3 - Seleção do padrão; 4 - Planejamento e preparação do experimento; 5 - Execução da calibração; 6 - Processamento e documentação; 7 - Análise dos resultados; 8 - Certificado de calibração.

29 Metrologia – UFPR (slide 29) Ó que deve constar no certificado de calibração? descrição e identificação individual do SM a calibrar; descrição e identificação individual do SM a calibrar; data da calibração; data da calibração; os resultados da calibração obtidos; os resultados da calibração obtidos; identificação do(s) procedimento(s) de calibração; identificação do(s) procedimento(s) de calibração; identificação do padrão utilizado, com data e entidade executora da sua calibração, bem como sua incerteza; identificação do padrão utilizado, com data e entidade executora da sua calibração, bem como sua incerteza; condições ambientais relevantes; condições ambientais relevantes; declaração das incertezas envolvidas na calibração; declaração das incertezas envolvidas na calibração; descrição sobre quaisquer manutenções, ajustes, regulagens, reparos e modificações realizadas; descrição sobre quaisquer manutenções, ajustes, regulagens, reparos e modificações realizadas; qualquer limitação de uso (ex: faixa de medição restrita); qualquer limitação de uso (ex: faixa de medição restrita); identificação e assinaturas da(s) pessoa(s) responsável(eis); identificação e assinaturas da(s) pessoa(s) responsável(eis); número de série ou equivalente do certificado. número de série ou equivalente do certificado.

30 Metrologia – UFPR (slide 30)

31 Metrologia – UFPR 2010 (slide 31)

32 Metrologia – UFPR 2010 (slide 32)

33 Metrologia – UFPR (slide 33) Resultados de Medições Diretas Resultados de Medições Diretas

34 Metrologia – UFPR (slide 34) Motivação Como usar as informações disponíveis sobre o processo de medição e escrever corretamente o resultado da medição? resultado da medição definição do mensurando procedimento de medição condições ambientais sistema de medição operador RM = (RB ± IM) unidade

35 Metrologia – UFPR (slide 35) Medições Diretas e Indiretas

36 Metrologia – UFPR (slide 36) Medições diretas O sistema de medição já indica naturalmente o valor do mensurando. O sistema de medição já indica naturalmente o valor do mensurando. Exemplos: Exemplos: Medição do diâmetro de um eixo com um paquímetro. Medição do diâmetro de um eixo com um paquímetro. Medição da tensão elétrica de uma pilha com um voltímetro. Medição da tensão elétrica de uma pilha com um voltímetro.

37 Metrologia – UFPR (slide 37) Medições indiretas A grandeza é determinada a partir de operações entre duas ou mais grandezas medidas separadamente. A grandeza é determinada a partir de operações entre duas ou mais grandezas medidas separadamente. Exemplos: Exemplos: A área de um terreno retangular multiplicando largura pelo comprimento. A área de um terreno retangular multiplicando largura pelo comprimento. Medição da velocidade média de um automóvel dividindo a distância percorrida pelo tempo correspondente. Medição da velocidade média de um automóvel dividindo a distância percorrida pelo tempo correspondente.

38 Metrologia – UFPR (slide 38) Caracterização do Processo de Medição

39 Metrologia – UFPR (slide 39) Processo de medição resultado da medição definição do mensurando procedimento de medição condições ambientais sistema de medição operador FONTE DE INCERTEZAS INCERTEZAS COMBINADAS

40 Metrologia – UFPR (slide 40) A Variabilidade do Mensurando

41 Metrologia – UFPR (slide 41) O Mensurando é considerado Invariável: Invariável: se seu valor permanece constante durante o período em que a medição é efetuada. se seu valor permanece constante durante o período em que a medição é efetuada. Exemplo: a massa de uma jóia. Exemplo: a massa de uma jóia. Variável: Variável: quando o seu valor não é único ou bem definido. Seu valor pode variar em função da posição, do tempo ou de outros fatores. quando o seu valor não é único ou bem definido. Seu valor pode variar em função da posição, do tempo ou de outros fatores. Exemplo: a temperatura ambiente. Exemplo: a temperatura ambiente.

42 Metrologia – UFPR (slide 42) Em termos práticos Mensurando Invariável: Mensurando Invariável: As variações do mensurando são inferiores a sua resolução. As variações do mensurando são inferiores a sua resolução. Mensurando Variável: Mensurando Variável: As variações do mensurando são iguais ou superiores a sua resolução. As variações do mensurando são iguais ou superiores a sua resolução.

43 Metrologia – UFPR (slide 43) Incertezas combinadas A repetitividade combinada corresponde à contribuição resultante de todas as fontes de erros aleatórios que agem simultaneamente no processo de medição. A repetitividade combinada corresponde à contribuição resultante de todas as fontes de erros aleatórios que agem simultaneamente no processo de medição. A correção combinada compensa os erros sistemáticos de todas as fontes de erros sistemáticos que agem simultaneamente no processo de medição.. A correção combinada compensa os erros sistemáticos de todas as fontes de erros sistemáticos que agem simultaneamente no processo de medição..

44 Três casos Número de medições repetidas: Compensa erros sistemáticos: Caso 1 n=1 sim Caso 2 n>1 sim Caso 3 n 1 não

45 Metrologia – UFPR (slide 45) Caso 1 Mensurando invariável n = 1 Corrigindo erros sistemáticos

46 Caso 1 indicação mensurando sistema de medição RB + C ± Re

47 Caso 1 indicação + C + Re- Re RM = I + C ± Re UMA ÚNICA MEDIÇÃO

48 1014 g 0 g 1014 g 1 (1000,00 ± 0,01) g Re = 3,72 g Caso 1 - Exemplo C = -15,0 g RM = I + C ± Re RM = (-15,0) ± 3,72 RM = 999,0 ± 3,72 RM = (999,0 ± 3,7) g

49 Metrologia – UFPR (slide 49) Caso 2 Mensurando invariável n > 1 Corrigindo erros sistemáticos

50 Caso 2 indicação mensurando sistema de medição RB + C ± Re/n

51 indicação média + C + Re/ n- Re / n MÉDIA DE n MEDIÇÕES Caso 2 RM = I + C ± Re / n

52 Re = 3,72 g Caso 2 - Exemplo C = -15,0 g RM = ,0 ± 3,72 / 12 RM = 1000,0 ± 1,07 RM = (1000,0 ± 1,1) g 1014 g 0 g 1014 g 1 (1000,00 ± 0,01) g g 1012 g 1015 g 1018 g 1014 g 1015 g 1016 g 1013 g 1016 g 1015 g 1017 g I = 1015 g RM = I + C ± Re/ n

53 Metrologia – UFPR (slide 53) Caso 3 Mensurando invariável n 1 Não corrigindo erros sistemáticos

54 Caso 3 - Erro máximo conhecido - mensurando invariável indicação ou média mensurando sistema de medição RB - E máx + E máx

55 Indicação ou média + E máx - E máx RM = I ± E máx Caso 3 - Erro máximo conhecido - mensurando invariável

56 1014 g 0 g 1014 g 1 (1000,00 ± 0,01) g Caso 3 - Exemplo E máx = 18 g RM = I ± E máx RM = 1014 ± 18 RM = (1014 ± 18) g

57 Representação gráfica dos três resultados mensurando [g] RM = (999,0 ± 3,7) g RM = (1000,0 ± 1,1) g RM = (1014 ± 18) g

58 Metrologia – UFPR (slide 58) A Grafia Correta do Resultado da Medição

59 Algarismos Significativos (AS) Exemplos: Exemplos: ,2 1,2 0,012 0,012 0, , , ,01200 Número de AS: Número de AS: conta-se da esquerda para a direita a partir do primeiro algarismo não nulo conta-se da esquerda para a direita a partir do primeiro algarismo não nulo tem dois AS tem quatro AS

60 Regras de Grafia Regra 1: Regra 1: A incerteza da medição é escrita com até dois algarismos significativos. A incerteza da medição é escrita com até dois algarismos significativos. Regra 2: Regra 2: O resultado base é escrito com o mesmo número de casas decimais com que é escrita a incerteza da medição. O resultado base é escrito com o mesmo número de casas decimais com que é escrita a incerteza da medição.

61 A grafia do resultado da medição Exemplo 1: RM = (319,213 ± 11,4) mm RM = (319,213 ± 11) mm REGRA 1 RM = (319 ± 11) mm REGRA 2

62 A grafia do resultado da medição Exemplo 2: RM = (18, ± 0, ) mm RM = (18, ± 0,043) mm REGRA 1 RM = (18,422 ± 0,043) mm REGRA 2

63 Bibliografia Albertazzi, A., Souza, A. R. FUNDAMENTOS METROLOGIA CIENTIFICA E INDUSTRIAL. 407p., Editora Manole, Guia para Expressão da Incerteza de Medição (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement - ISO GUM) – Inmetro, 2003 SI - SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES VIM VOCABULÁRIO INTERNACIONAL DE METROLOGIA


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