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5 - Parâmetros Característicos de um Sistema de Medição

Para caracterizar o comportamento metrológico de um sistema de medição, são empregados alguns parâmetros metrológicos. Estes parâmetros podem ser expressos na forma de um simples número, uma faixa de valores ou na forma de um gráfico.  Aqui, são descritos os principais parâmetros.

 

Faixa nominal

Faixa Nominal ou Intervalo Nominal é o conjunto de valores compreendidos entre duas indicações extremas arredondadas ou aproximadas, obtido com um posicionamento particular dos comandos de um instrumento de medição ou sistema de medição, utilizado para designar este posicionamento. Um intervalo nominal de indicações é geralmente expresso em termos de seu menor e maior valor.

Exemplos:

  • Termômetro: 100ºC a 200ºC;
  • Manômetro:  0 bar a 20 bar;
  • Contador:   5 dígitos (isto é 99999 pulsos).

Quando o limite inferior é zero, a faixa nominal pode ser definida unicamente em termos do limite superior.

Exemplo: A faixa nominal de 0V a 100V é expressa como "100V".

 

Amplitude da faixa nominal

A amplitude da faixa nominal é a diferença, em módulo, entre  os dois limites de uma faixa nominal de -10V a +10V a amplitude da faixa nominal é 20V. Em algumas áreas, a diferença entre o maior e o menor valor é denominado faixa.

 

Faixa de medição

A faixa de medição, também denominada faixa de trabalho, é o conjunto de valores de um mensurando para o qual admitimos que o erro de um instrumento de medição é mantido dentro dos limites especificados.  

Exemplo: Num relógio apalpador a faixa de medição é de $ -~50\mu m $ a $ +50\mu m $.

A faixa de medição é menor ou, no máximo, igual a faixa nominal. O valor da faixa de medição pode ser obtidas através:

  • Do manual de operação do sistema de medição (SM);
  • De sinais gravados sobre a escala;
  • Das especificações de normas técnicas;
  • Dos relatórios de calibração.

 

Divisão de escala

É a parte de uma escala compreendida entre duas  marcas sucessivas quaisquer.

 

Comprimento de uma divisão

É a distância entre duas marcas sucessivas quaisquer, medidas ao longo da linha do comprimento de escala. O comprimento de uma divisão é expresso em unidades de comprimento, qualquer que seja a unidade mensurada ou a unidade marcada sobre a escala.

 

Valor de uma divisão

O valor de uma divisão é a diferença entre os valores de escala correspondentes a duas marcas sucessivas.

 

Condições estipulada de funcionamento

Condição de funcionamento que deve ser cumprida durante uma medição para que um instrumento de medição ou um sistema de medição funcione como projetado. Elas especificam os intervalos de valores para a grandeza medida e para as grandezas de influência.

 

Condições limite de funcionamento

Condição extrema de funcionamento que um instrumento de medição ou sistema de medição deve suportar sem dano e sem degradação das suas propriedades metrológicas especificadas quando, subsequentemente, é operado nas suas condições estipuladas de funcionamento. Esta condição podem diferir para armazenamento, transporte e funcionamento. Elas também podem compreender valores limites para a grandeza medida e para as grandezas de influência.


Condições de funcionamento de referência

As condições de referência são as condições usuais prescritas para ensaio de desempenho de um instrumento de medição ou de um sistema de medição ou para intercomparação de resultados de medições. Estas condições geralmente incluem os valores de referência ou as faixas de referência para  as grandezas de influência que afetam o instrumento de medição. Estas também especificam os intervalos de valores do mensurando e das grandezas de influência. Na IEC 60050-300, item 311-06-02, o termo "reference condition" refere-se a uma condição de funcionamento na qual a incerteza de medição instrumental especificada é a menor possível.

 

Característico de resposta

É  a  relação entre um estímulo e a resposta correspondente, sob condições definidas.

Exemplo: A força elemotriz (fem) de um termopar como função da temperatura. A relação poderá ser expressa  na forma de uma equação matemática, uma tabela  numérica ou um gráfico.


Sensibilidade

A sensilibilidade é caracterizada pelo quociente entre a variação duma indicação dum sistema de medição e a variação correspondente do valor da grandeza medida. Nos instrumentos com indicador de ponteiro comumente se estabelece a sensibilidade como sendo a relação entre o deslocamento da extremidade do ponteiro em (mm) e o valor unitário da grandeza a medir.


Limiar de mobilidade

 

É a maior variação no estimulo (valor de uma grandeza medida) que não produz variação detectável na resposta de um instrumento de medição, sendo a variação no sinal de entrada lenta e uniforme. O limiar de mobilidade (também chamado threshold)  pode depender, por exemplo, de ruído (interno e externo) ou atrito. Pode depender também do valor do estímulo.

 

Resolução

 

Resolução é o menor variação da grandeza medida que causa uma variação perceptível na indicação correspondente. A resolução pode depender, por exemplo, de ruído (interno ou externo) ou de atrito, ou ainda do valor da grandeza medida. A avaliação da resolução  é  executada  em função do tipo de instrumento:

a) Para dispositivo mostrador digital, a resolução é a variação na indicação quando o dígito menos significativo varia de uma unidade.

b) Nos sistemas de medição com dispositivo mostrador analógico,   a resolução é função das limitações do executor  da leitura,    da qualidade do indicador e da própria necessidade de leituras mais ou menos criteriosas.

 

Estabilidade

 

A  estabilidade é a aptidão de um instrumento de medição em conservar constantes suas características metrológicas ao longo do tempo. A estabilidade pode ser quantificada de várias maneiras. Exemplo: Pelo tempo no qual a característica metrológica varia de um valor determinado,  ou em termos de variação de uma característica em um determinado período de tempo.


Discrição

 

Caracteriza a aptidão de um instrumento de medição em não alterar o valor do mensurado.

Exemplo: Uma balança é um instrumento discreto para medição  de massas, pois o sistema de medição não altera o valor da massa. Um termômetro de resistência  que aquece o meio ambiente no qual a temperatura está sob medição não é discreto.


Deriva

 

A deriva  é a variação da indicação ao longo do tempo, contínua ou incremental, devida a variações nas propriedades metrológicas de um instrumento de medição. A deriva não está relacionada a uma variação na grandeza medida, nem a uma variação de qualquer grandeza de influência identificada.


Tempo de resposta

 

É o intervalo entre o instante em que o estímulo (valor de entrada de um instrumento de medição ou um sistema de medição) é submetido a uma variação brusca entre dois valores constantes especificados e o instante em que a indicação correspondente se mantém entre limites especificados em torno do seu valor final em regime estável.

 

Exatidão de um instrumento de medição

 

A exatidão, também denominada de acurácia, é a aptidão de um instrumento de medição par dar respostas próximas a um valor verdadeiro, ou ainda pode ser definido como grau de concordância entre um valor medido e um valor verdadeiro de um mensurando. A exatidão é um conceito qualitativo, não devendo ser confundido com precisão.

 

Classe de exatidão

 

Classe de instrumentos de medição ou de sistemas de medição que satisfazem requisitos metrológicos estabelecidos, destinados a manter os erros de medição ou as incertezas de medição instrumentais dentro de limites especificados, sob condições de funcionamento especificadas. Este conceito é aplicado a medidas materializadas. Uma classe de exatidão é usualmente indicada por um número ou símbolo adotado por convenção e denominado de índice de classe.

Exemplo: Jogo de blocos padrão classe 0.

 

Erro de indicação em um instrumento de medição

 

Este erro é determinado pela diferença da indicação de um instrumento de medição e um valor verdadeiro da grandeza de entrada correspondente. Na prática, uma vez que um valor verdadeiro não pode ser determinado, é utilizado um valor verdadeiro convencional. Este conceito de erro é aplicado principalmente quando o instrumento é comparado a um padrão de referência. Para uma medida materializada, o erro é caracterizado entre a indicação e o valor atribuído a ela.

 

Erros  máximos admissíveis

 

Erros máximos admissíveis ou erros máximos permissíveis é um valor extremo do erro de medição, com respeito a um valor de referência conhecido, admitido por especificações ou regulamentos para uma dada medição, instrumento de medição ou sistema de medição. Este também é denominado de limites  de erros  admissíveis ou erro máximo tolerado.

 

Tendência

 

A tendência ou erro de justeza é o erro sistemático  da indicação de um instrumento de medição (também denominada: bias of a measuring instrument, erreur de justesse) definido como a média de repetidas indicações e um valor de referência. A tendência de um instrumento de medição é normalmente estimada pela média dos erros de indicação  de um número  apropriado de medições repetidas.

 

Isenção de tendência

 

Aptidão de um instrumento de medição em dar indicações isentas de erros sistemáticos.

 

Repetitividade

 

A repetitividade é a aptidão de um instrumento de medição em fornecer indicações muito próximas, em repetidas aplicações do mesmo mensurando, sob as mesmas condições de medição. Estas condições incluem:

  • Redução ao mínimo das variáveis devido ao observador;
  • Mesmo procedimento de medição;
  • Mesmo avaliador;
  • Mesmo equipamento de medição, sendo utilizado nas mesmas condições;
  • Mesmo local;
  • Repetições em um curto período de tempo.

A repetitividade pode ser expressa quantitativamente em termos das características de dispersão das indicações.


Histerese

 

A histerese de um instrumento de medição é um erro de medição, que ocorre  quando há diferença entre a medida, para um dado valor do mensurado quando esta foi atingida por valores crescentes, e a medida quando atingida por valores decrescentes do mensurado. Este valor poderá ser diferente se o ciclo de carregamento e descarregamento for completo  ou parcial. A histerese é um fenômeno bastante típico nos instrumentos mecânicos, tendo como fonte de erro, principalmente, folgas e deformações associadas ao atrito.