Calibração de instrumentos de medição
Contenido
El calibrado o calibración es el procedimiento de comparación entre lo que indica un instrumento de medición y lo que debería indicar de acuerdo con un unidad de medida patrón de referencia") con valor conocido. De esta definición se deduce que para calibrar un instrumento o patrón es necesario disponer de uno de mayor precisión que proporcione el valor convencionalmente verdadero, que es el que se empleará para compararlo con la indicación del instrumento sometido a calibrado. Esto se realiza mediante una cadena ininterrumpida y documentada de comparaciones hasta llegar al patrón primario, y que constituye lo que se llama trazabilidad. El objetivo del calibrado es mantener y verificar el buen funcionamiento de los equipos, responder a los requisitos establecidos en las norma de calidad normas de calidad") y garantizar la fiabilidad "Fiabilidad (psicometría)") y trazabilidad de las medidas.
Durante el calibrado, se contrasta el valor de salida del instrumento a calibrar frente a un patrón en diferentes puntos de calibración. Si el error de calibración —error puesto de manifiesto durante la calibración— es inferior al límite de rechazo, la calibración será aceptada. En caso contrario se requerirá ajuste del instrumento y una contrastación posterior, tantas veces como sea necesario hasta que se obtenga un error inferior al límite establecido. En equipos que no disponen de ajuste, como termopares, etc., en caso de no satisfacer las tolerancias "Tolerancia (fabricación)") marcadas deberían ser sustituidos por otros previamente calibrados.
En la calibración, los resultados deben documentarse con un certificado de calibración, en el cual se hacen constar los errores encontrados así como las correcciones empleadas y errores máximos permitidos. Además pueden incluir tablas, gráficos, etc.
Rastreabilidade
A rastreabilidade é a propriedade do resultado das medições realizadas por um instrumento ou por uma norma, de modo que possa ser relacionado com padrões nacionais ou internacionais e através destes com as unidades fundamentais do Sistema Internacional de Unidades através de uma cadeia ininterrupta de comparações, com todas as incertezas determinadas.
Assim temos uma estrutura piramidal na base da qual estão os instrumentos utilizados nas atuais operações de medição de um laboratório. Cada degrau ou degrau intermediário da pirâmide é obtido daquele que o precede e dá origem ao seguinte através de uma operação de calibração, onde o padrão foi previamente calibrado por outro padrão, etc.
Processo de calibração
Ao calibrar um instrumento, podem ser encontrados os seguintes tipos de erros:
Para realizar a calibração de um instrumento, siga os seguintes passos:
Como a norma não permite medir o valor verdadeiro, ela também apresenta erro, e como diversas fontes de erro também estão envolvidas na operação de comparação, não é possível caracterizar a medição por um único valor, o que dá origem à chamada incerteza "Incerteza (metrologia)") da medição.
Em palavras muito simples, a calibração nada mais é do que a comparação de leituras (dados retornados) entre um instrumento padrão e o instrumento de teste. A calibração nunca deve ser confundida com ajuste, que é um dos processos de calibração.
Medição de resultados
O resultado de qualquer medição é apenas uma aproximação ou estimativa do verdadeiro valor da quantidade que está sendo medida – o mensurando. Desta forma, a expressão do resultado de uma medição só é completa se for acompanhada do valor da incerteza associada à referida medição. A incerteza é, portanto, uma informação numérica que completa um resultado de medição, indicando a quantidade de dúvida sobre esse resultado.
A incerteza de medição geralmente inclui vários componentes:
Tipo A: Aqueles que podem ser estimados a partir de cálculos estatísticos obtidos a partir das amostras coletadas no processo de medição. Na maioria dos casos, a melhor estimativa disponível do valor esperado de magnitude Xi, da qual foram obtidas n observações, nas mesmas condições de medição, é a média aritmética das n observações.
Tipo B: Aqueles que se baseiam apenas na experiência ou outras informações. Este tipo de avaliação é determinado pelas contribuições para a incerteza, estimadas através de métodos não estatísticos, e que são caracterizadas por termos, que podem ser considerados como aproximações das variâncias correspondentes.
Geralmente, a calibração de equipamentos de medição para processos industriais consiste em comparar a saída do equipamento com a saída de um padrão de precisão conhecida quando a mesma entrada – quantidade medida – é aplicada a ambos os instrumentos. Todo procedimento de calibração pode ser considerado como um processo de medição do erro que o equipamento comete.
Calibração e incerteza
Dado que qualquer processo de medição tem uma incerteza associada, as calibrações devem ter em conta todas as fontes significativas de incerteza associadas ao processo de medição de erros que é realizado. No ambiente industrial aceita-se que uma fonte de incerteza pode ser considerada não significativa quando a sua estimativa é inferior em valor absoluto a 4 vezes a maior de todas as fontes estimadas.
As contribuições para a incerteza são determinadas pelos componentes dessa incerteza, juntamente com o seu cálculo e combinação:.
Outras fontes de incerteza de medição
O conhecimento completo exigiria uma quantidade infinita de informações. Os fenómenos que contribuem para a incerteza e, portanto, para o facto de o resultado de uma medição não poder ser caracterizado com um único valor. Na prática, pode haver muitas fontes de incerteza em uma medição, incluindo as seguintes: