Metrologia Dimensional – Conceitos fundamentais

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Metrologia Dimensional – Conceitos fundamentais

3 - Conceitos fundamentais

Juntamente com a colocação dos conceitos fundamentais relacionadas com metrologia será definida uma terminologia compatibilizada, na medida do possível, com normas nacionais e internacionais. Esta terminologia deverá ser empregada no âmbito desta disciplina. Procurou-se respeitar uma base técnico cientifica e a objetividade. Pode-se encontrar diferenças em relação a outras instituições, já que ainda nãoexiste uma terminologia comum em uso no Brasil. A terminologia a ser utilizada possui uma forte influência do VIM, Vocabulário Internacional de Metrologia (no Brasil publicado pelo INMETRO) e do laboratório de metrologia da Universidade Federal de Santa Catarina, instituição com a qual vários professores da UNIFEI têm mantido contatos e realizado trabalhos nos últimos anos.

3.1 - A diferença entre metrologia e instrumentação
Para se iniciar no estudo da metrologia se faz necessário fazer uma distinção entre a que é metrologia e instrumentação, termos estes relacionados a assuntos distintos, mas em que existe relativa confusão.
A metrologia é a ciência da medição. Trata dos conceitos básicos, dos métodos, dos erros e sua propagação, das unidades e dos padrões envolvidos na quantificação de grandezas físicas, bem como da caracterização do comportamento estático e dinâmico dos sistemas de medição. Na metrologia o sistema de medição é considerado uma caixa preta.
A instrumentação é a conjunto de técnicas e instrumentos usados para observar, medir, registrar, controlar, atuar em fenômenos físicos. A instrumentação preocupa--se com o estudo, desenvolvimento, aplicação e operação dos instrumentos.

3.2 - 0 procedimento de medir
Medir é a procedimento experimental pelo o qual a valor momentâneo de uma grandeza física (grandeza a medir) é determinado como um múltiplo e/ou uma fração de uma unidade, estabelecida por um padrão.
A grandeza a medir (GM) pode ser a temperatura, força, umidade, intensidade luminosa, ph, comprimento, etc.. A operação de medição é realizada, genericamente, por um sistema de medição (SM). Vários outros nomes podem ser encontrados para designar um sistema de medição, tais como máquina de medir, medidor, instrumento de medição, aparelho de medir, equipamento de medição.
Obtém-se da operação instrumentada a chamada leitura (L) que é caracterizado por um número (lido pelo operador) acompanhado da unidade da leitura.

A medida (M) é o valor correspondente ao valor momentâneo da grandeza a medir no instante da leitura e obtida pela aplicação dos parâmetros do sistema de medição a leitura e expressa por um número acompanhado da unidade da grandeza a medir. A transformação da leitura em medida obedece os parâmetros do SM que podem ser:

fator multiplicativo;
fator aditivo;
fator aditivo e multiplicativo;
correlação analítica;
correlação tabular;
correlação gráfica e outros.

Resumindo:
M=L. (parâmetros do SM) + unidade da medida
Para o leigo o trabalho de medição, terminaria aqui, afinal, tem-se um número. Para que se pudesse afirmar isto duas hipóteses deveriam ser cumpridas:

a medida é relativa a uma dimensão perfeita;
o SM é perfeito.

Efetivamente nada é perfeito, portanto o trabalho de medição não termina neste ponto, na verdade, aqui se inicia o trabalho do metrologista. 0 metrologista deve chegar à informação denominada resultado de medição (RM).
o RM expressa propriamente o que se conhece sobre o valor da GM e é um resultado base (RB) acompanhado de sua indeterminacão ou incerteza da medição (IM) e da unidade da GM. Ou seja:
RM = RB ± IM (unidade da GM)
Por exemplo de uma série de medidas 50,40; 50,37; 50,39; 50,38; 50,36 mm, após um tratamento destes dados, que podem ser de um comprimento qualquer, o resultado seria:
RM = 50,38 ± 0,04 mm
Como se pode ver não se sabe a valor exato da medida. Só se pode afirmar que o resultado, com uma certa probabilidade, estará entre 50,34 e 50,42mm.
No RM o RB pode ser uma medida, a media de várias medidas, um valor calculado em função de diversas outras grandezas medidas, etc.
A IM, caracterizada pelo limite superior e inferior em relação ao RB, aparece devido a:

erros dos SMs;
variação da GM;

Em função dos erros dos SMs e da variação da GM. o procedimento de determinação do RM deverá ser realizado com base no:

conhecimento do processo que define a GM;
conhecimento do SM;
bom senso.

A determinação do RM não é uma coisa trivial. E necessário que o pessoal envolvido em metrologia esteja devidamente treinado e dominando estatística básica, conhecer sobre qualificação de sistemas de medição e ter pleno domínio sobre métodos. Somente assim se pode fazer uma metrologia dimensional correta e com confiabilidade. Antes de iniciar mais profundamente sobre este assunto, outros conceitos precisam ser revistos.
3.3 - Sistema generalizado de medição
Apesar da metrologia ocupar-se, em princípio, do SM como caixa preta, é importante, neste ponto, analisar sua constituição básica. Em muito casos torna-se interessante caracterizar em módulos estes SMs, de forma independente ou para formar um novo SM pelo acoplamento de módulos diversos (Figura 3.1). Pode-se caracterizar da seguinte forma:

Transdutor: transforma a GM em um sinal proporcional (mecânico, pneumático, elétrico ou outro) segundo uma função transferência, baseada em um ou mais fenômenos físicos.
Tratamento do sinal: necessário pois na maioria dos casos Os transdutores oferecem um sinal de baixa amplitude. Além da função de amplificação pode também ter filtros, processamento, etc.
Indicador: recebe a sinal tratado e transforma em dados inteligível para a usuário.

Figura 3.1 - Sistema generalizado de medição

Fonte do documento:http://www.barca.unifei.edu.br/download/conc1.doc

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