Grátis 14 pág.
- Denunciar
Pré-visualização | Página 1 de 4
4 Metrologia, Instrumentos de Medição e Fundamentos da Avaliação da Conformidade O interesse deste trabalho é realizar a modernização do sistema de processamento de dados CORREVIT® através de sua substituição por um computador portátil com placa de aquisição de dados e realizar a análise metrológica dos resultados obtidos garantindo a sua confiabilidade e a exatidão dos instrumentos. Antes disso, porém, é necessário estabelecer as correlações existentes entre metrologia e aquisição de dados. 4.1. Metrologia Segundo o Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM (2000), a metrologia pode ser definida como a ciência da medição. Esta definição desencadeia uma série de outras que permitem complementar o entendimento deste assunto. A metrologia permite qualificar e quantificar um determinado fenômeno, corpo ou substância, ou seja, determinar a sua grandeza, mais precisamente atribuir-lhe um valor. A grandeza define o que se está medindo, sendo intimamente relacionada com a variável física e diretamente relacionada com a unidade. As grandezas fazem parte de um sistema que é, em sentido geral, um conjunto no qual há uma relação definida entre elas. Pode-se dizer que este valor atribuído à grandeza é a sua expressão quantitativa sendo, geralmente, sob a forma de uma unidade de medida multiplicada por um número. A unidade de medida pode ser considerada como uma grandeza específica, definida e adotada por convenção, com a qual outras grandezas de mesma natureza são comparadas para expressar seus módulos em relação àquela DBD PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312416/CA Metrologia, Instrumentos de Medição e Fundamentos da Avaliação da Conformidade 48 grandeza. Ela define a referência em relação à qual está se medindo uma determinada grandeza e é intimamente relacionada com a variável física. Cada unidade de medida possui um símbolo que a designa. As unidades de medida fazem parte de um conjunto denominado sistema de unidades, que compreende as unidades de base e unidades derivadas, definidas de acordo com regras específicas, para um dado sistema de grandezas. Quando a unidade de medida derivada pode ser expressa como um produto de potências de unidades de base com fator de proporcionalidade igual ao valor unitário dá-se o nome de unidade de medida derivada coerente. Um sistema de unidades de medida no qual todas as unidades derivadas são coerentes recebe o nome de sistema coerente de unidades de medida. O sistema de unidades de medida mais empregado atualmente é o Sistema Internacional de Unidades (SI), que é um sistema coerente de unidades adotado e recomendado pela Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM). A Tabela 4.1 mostra as suas grandezas fundamentais. Tabela 4.1: Grandezas fundamentais do SI e suas unidades de base. Grandeza Fundamental Unidade de Base do SI Comprimento Metro (m) Massa Quilograma (kg) Tempo Segundo (s) Corrente Elétrica Ampere (A) Temperatura Kelvin (K) Intensidade Luminosa Candela (cd) Quantidade de Substância Mol 4.1.1. Medição Ao conjunto de operações necessárias para se determinar o valor de uma grandeza dá-se o nome de medição, a qual segue um princípio que é a sua base científica como, por exemplo, o efeito termoelétrico para a medição de temperatura ou o efeito Doopler para medição de velocidade. Segundo o Guia para a Expressão da Incerteza da Medição (1998), uma medição começa com uma especificação apropriada do mensurando, do método de medição e do procedimento de medição. Segundo o VIM (2000), entende-se DBD PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312416/CA Metrologia, Instrumentos de Medição e Fundamentos da Avaliação da Conformidade 49 por mensurado o objeto da medição. Este mensurando é medido segundo um método de medição e um procedimento de medição. O método de medição pode ser definido como a seqüência lógica de operações, descritas genericamente, usadas na execução das medições. Já o procedimento de medição define-se como o conjunto de operações, descritas especificadamente, usadas na execução de medições particulares, de acordo com um dado método. 4.1.2. Resultados da medição Segundo o Guia para a Expressão da Incerteza da Medição (1998), o resultado de uma medição é, em geral, somente uma aproximação ou estimativa do valor do mensurando e, assim, só é completa quando acompanhada pela declaração da incerteza dessa estimativa. Segundo o VIM (2000), o resultado de medição é o valor atribuído a um mensurando obtido por medição. Ainda segundo o Guia para a Expressão da Incerteza da Medição (1998), em muitos casos, o resultado de uma medição é determinado com base em séries de observações obtidas sob condições de repetitividade, ou seja, quando se realiza medições sucessivas de um mesmo mensurando sob as mesmas condições de medição. Neste contexto, medida é o resultado da medição. 4.1.3. Exatidão, erro e incerteza da medição Quando se realiza uma medição pretende-se obter o valor mais próximo ao valor real que a representa ou valor verdadeiro. Entretanto, isto é praticamente impossível devido aos próprios desvios naturais dos aparelhos empregados na sua determinação. Estes desvios produzem um erro de medição que é o resultado de uma medição menos o valor verdadeiro do mensurando. Além deste erro existem outros dois tipos de erro que também interferem na medição realizada e que são: DBD PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0312416/CA Metrologia, Instrumentos de Medição e Fundamentos da Avaliação da Conformidade 50 - erro aleatório: que é o resultado de uma medição subtraído da média que resultaria de um infinito número de medições efetuadas sob condições de repetitividade; - erro sistemático: que é a média que resultaria de um infinito número de medições do mesmo mensurando, efetuadas sob condições de repetitividade, menos o valor verdadeiro do mensurando Segundo o VIM (2000), a repetitividade pode ser definida como o grau de concordância entre os resultados de medições sucessivas de um mesmo mensurando sob as mesmas condições de medição. Percebe-se então que o valor mostrado pelo instrumento é um valor que difere do valor verdadeiro, este valor é denominado de resultado não corrigido, devido aos erros sistemáticos. Porém pode-se compensar o erro sistemático através de uma correção adicionada algebricamente ao resultado não corrigido passando, desta forma, a se ter um resultado corrigido. Dependendo do instrumento de medição esta correção pode ser maior ou menor, o que significa que o valor medido está mais ou menos afastado do valor verdadeiro, este grau de concordância entre o resultado de uma medição e o valor verdadeiro do mensurando é denominada exatidão da medição. Juntamente com a repetitividade, a exatidão dá uma indicação da qualidade do instrumento, sendo que a primeira tem relação com o desvio padrão das medidas, enquanto que a segunda tem relação com o erro médio das medidas. Na Figura 4.1 apresenta-se uma explicação para a repetitividade e a exatidão, na qual: 1) o instrumento apresenta baixa exatidão e baixa repetitividade; 2) baixa exatidão e alta repetitividade, i.e. alta precisão; 3) o instrumento apresenta alta exatidão e alta repetitividade. Estes conceitos anteriores produzem um parâmetro associado ao resultado de uma medição, que é a incerteza da medição. Tal parâmetro caracteriza a dispersão dos valores que podem ser fundamentalmente atribuídos a um determinado mensurando. As medições podem também ser realizadas sob condições variadas. O grau de